Aussi efficace que d'une expérience parfaitement méthodique peut être, plusieurs limitations sont toujours présents. La grande majorité des expériences sont sujettes à l'erreur humaine et les préjugés personnels de chercheurs. Certaines expériences nécessitent un échantillonnage afin de simplifier le processus, mais pas tous les échantillons sont représentatifs d'une population entière.
Ajouté à cela est la complexité de la conduite des essais séparés pour tester l'effet de chaque variable sur un système sur son propre, puis dans différentes combinaisons avec d'autres variables. Les modèles expérimentaux, tels que le "Box-Behnken" et "dessins composites centrale", de réduire le nombre de pistes pour optimiser les expériences, mais la recherche reste néanmoins souvent un processus coûteux.