粗略地说，试验的计划与实施应该包含计划、实施及分析三个阶段。
（1）计划阶段
计划阶段又可以分为下面几个步骤：
1）阐述目标。所有团队成员都要投入讨论，明确目标及要求。究竟是为了筛选因子还是为找寻关系式？最终要达到什么要求？
2）选择响应变量。在一个试验中若有多种响应，则要选择起关键作用的。从统计分析和减少试验次数的角度看，能用连续型指标做试题的响应变量远比属性值响应（好或坏，通过或不通过）好得多。
3）选择因子及水平。用流程图和因果图先列出所有可能对响应变量有影响的因子清单，然后根据数据和各方面的知识进行细致分析作初步筛选。不能确定是否应该删除者就要先保留。对于水平的选择也要仔细处理，一般来说，高低水平的设置就足够分散，这样效应才能检测出来，但也不要太分散，过于分散就难以保证因子的影响是线性或二次曲性，这会使统计建模和预测变得困难。
4）选择试验计划。根据试验目的，选择正确的试验类型，确定区组状态、试验次数，并按随机化原则安排好试验顺序及试验单元的分配，排好计划矩阵（planning matrix）。
（2）实施阶段
严格按计划矩阵的安排进行试验，除了记录响应变量的数据外，还要详细记录试验过程的所有状况，包括环境（气温、室温、湿度、电压等）、材料、操作员等。试验中的任何非正常数据也应予以记录，以便后来分析使用。
（3）分析阶段
对数据的分析方法应与所应用的设计类型相适应。分析中应包括拟合选定模型、残差诊断、评估模型的适用性并设法改进模型等。当模型最终选定后，要对此模型所给出的结果作必要的分析、解释及推断，从而提出重要因子的最佳设置及响应变量的预测。当认定结果基本达到目标后，给出验证试验（confirmation run）的预测值，并做验证试验以验证最佳设置是否真的有效。
