随机化区组设计（randomized block design）是实验设计的一种。该设计满足以下条件。（1）先将实验单位按某“干扰源”（指可能影响到实验单位不具备同质性的潜在变异源）划分为6个区组，使得在同一区组内的实验单位具有同质性，不同区组之间相对干扰源的潜在影响来说具有较明显的异质性。（2）将因素A的不同处理（水平）随机分配到每个区组内的各实验单位去。若一个区组只含一个实验单位，则意味着一个实验单位要先后接受不同的处理（水平），这时要求不同处理在同一区组进行实验的顺序是随机的。（3）需满足方差分析的一般假设条件。随机化区组设计分为随机化完全区组设计与随机化不完全区组设计两种。

随机化区组设计，又叫组内设计，相关组设计。是按被试的某些特征进行分组，保持组内同质（组间是否异质视实验性质而定），使每个区组接受所有的实验处理。这样就控制了实验中的个体差异，但是无法解决处理间的污染问题。一般采用平衡法加以平衡处理间的相互影响。如ABBA设计、拉丁方设计等。

与随机化区组设计对应的是完全随机化设计，又叫组间设计、独立组设计。实验中每个被试只接受一个处理，不存在处理间的污染问题，但无法排除个体差异，一般采用匹配法加以控制。

完全随机化试验的局限性在于不能保证不同水平之间的试验条件或环境完全相同，不存在系统性偏误影响。因此，提出了随机化区组设计来检验和消除试验条件或环境差异对试验结果的影响。

区组(Block)是指按照一定规则将试验单元划分成的同质组。通常为环境、条件基本相同，时间、空间相距较近的范围。

随机化区组设计(Randomized Block Design)是指在比较一个因素的K个水平之间差异时，将试验单元随机地配置到m个区组中，每一区组含有K个试验单元，m个区组完成m次重复试验。

随机化区组设计与完全随机化试验的根本区别，就在于K个水平不再与K个试验条件固定不变，而是采用随机的方法随机地确定某个水平在某个条件或场所进行试验。并且将时间上或空间上相近，或者具有某一个共同特征的K个水平的试验构成一个区组。

随机化区组设计采用双因素方差方法来判断研究因素的不同水平对测度是否存在显著影响。

要使区组内尽量缩小差异，保持同质，可用如下三种方法：

(1)用同一被试重复接受日种处理，即所谓重复测量设计。这时，每个被试的H个因变量的观测分数就是一个区组。在给予每个被试H种实验处理的顺序方面，则可以用平衡对消法或其他随机化方法来进行。

(2)用配对法，把在某些特性相同的日个被试加以配对。这时，每个配对组就是一个区组。在给予配对组内的H个被试的实验处理方面，则应采用随机分配的方法来决定。

(3)区组内的基本单位不是一个被试而是一个被试团体或一个子集合。例如，同一年级的几个班成为一个区组，在给予每个班的实验处理方面，用随机分配的方法来决定。

由于上述三种方法赖以划分区组或用来配对的自变量(如音乐能力)通常与该研究的因变量(如音乐成绩)有着密切的关系。因而，随机化区组设计也称为相关样本设计(或被试内设计)。这种设计与前述的完全随机化设计是不同的：在完全随机化设计中，各实验处理组之间毫无相关。因而，完全随机化设计也称为独立样本设计(或被试问设计)。随机化区组设计与完全随机化设计不仅在形式上有所不同，而且在统计方法上也是不同的。