用於生物科學實驗的動物的統稱。在品質上有一定要求，以保證試驗的準確性。為各種生物製品（疫苗、抗毒素、血清、診斷液、培養基、組織細胞等）提供原料的動物，以及用於生物學教學示範的動物也常被包括在實驗動物的範圍之內。
發展 遠在紀元前，古代醫藥學比較發達的國傢如中國、印度和埃及等就已利用動物觀察毒藥的作用；古希臘學者亞裡斯多德還利用動物進行瞭解剖學和胚胎學的研究。紀元初，羅馬學者為研究究人體結構，進行瞭豬和猴的解剖。15～16世紀以後，自然科學的研究方法由單純觀察發展到以實驗研究為主，利用動物進行科學實驗的事例日益增多。到19世紀，巴斯德在研究幾種動物傳染病的基礎上，首次制成疫苗，促進瞭現代醫學科學包括實驗藥理學、比較生理學和實驗醫學的迅速發展，其間的每一步前進都離不開實驗動物的貢獻。
20世紀以來，實驗動物的應用領域更加廣泛。人類最重要疾病的研究幾乎都要借助於實驗動物。裸鼠的育成為腫瘤研究提供瞭不可缺少的材料。制藥工業幾乎從研制開始到出廠安全檢查為止都依賴於實驗動物，特別是新藥的藥效試驗、毒理學試驗和藥物動力學研究更要以從實驗動物取得的數據為依準。在環境保護方面，實驗動物是對廢物、廢氣、廢水、噪音、輻射等污染源進行監測的前哨和研究防治措施的標樣。在農業上，農藥、化肥的殘毒量要經過實驗動物測定。獸醫疫苗生產、畜病防治、傢畜飼料添加劑鑒定和營養分析等更是離不開實驗動物。此外，實驗動物在各種新式武器的殺傷效果的測定和戰傷護理以及宇宙、航天科學等的研究中也有重要意義。
來源和用途 實驗動物由3方面的來源組成：①育成品種。即根據生物醫學科學研究和監測工作的需要而選育成的品系較純的動物。其性狀和遺傳、生理、生化指標都達到相對恒定的水平，從而可以保證實驗的高精密度和具有準確的可重復性。現在常用的大鼠、小鼠等都屬於這個類型。其中還包括由於遺傳突變而出現的具有某種特殊性狀的突變型動物，如免疫缺陷動物，包括無胸腺功能的裸鼠，無 B細胞功能、無殺傷細胞功能、無脾臟或無巨噬細胞的動物等。這些突變型實驗動物免疫功能不全，就使許多不易用動物體建立模型的疾病例如腫瘤等得以復制。②馴養動物。包括傢畜和玩賞動物如豬、馬、牛、羊、雞、鴨、鵝、鴿和犬、貓等。其中如豬和犬已在生物醫學研究中被大量用作動物模型。③野生動物。包括兩棲類、爬蟲類、魚類、鳥類、靈長類以及大量無脊椎動物(蚧、蠅、蚊、蚯蚓、虻等)。其中一種小型野豬天然患有糖尿病、血友病、黑色素瘤等，且可遺傳，已成為研究這些人類重要疾患的天然動物模型。野生動物和馴養動物雖因其遺傳背景不夠清楚而不具有準確的可比性和可重復性，從而限制瞭在精密科研中的應用，但由於它的某些生物學特點，在科研中的用途仍日受重視。現在包括蜥蜴、鱷魚、壁虎、蛇、蠑螈、墨西哥美西螈、蟾蜍、青蛙以及非靈長類野生動物在內的實驗動物的名單正在不斷增加。在醫學研究上應用較多的有猴，常用於避孕、免疫、內分泌、腫瘤等的研究和小兒麻痹疫苗的研制；狨及黑猩猩是研究甲型肝炎病毒的法定動物；沙鼠常用於放射學、動脈粥樣硬化、內分泌和體溫調節的研究。中國倉鼠隻有11對染色體，適用於細胞學、腫瘤學、糖尿病學等方面的研究。最近中國發現樹鼩是研究輪狀病毒引起秋季嬰兒腹瀉的好模型。水貂對於研究毛色的遺傳變異、肌肉萎縮癥、黑色素病、阿留申病等有重要用途。蝙蝠可用於低溫對寄生物的影響、繁殖生理學和狂犬病等的研究。
品質控制 為瞭保證實驗動物的品質和試驗的精密度，需要有嚴格的控制條件，並須不斷進行監測。控制和監測的內容主要有以下3方面。
遺傳學控制 實驗動物按遺傳控制的程度可分為4類：①近交系。即純系動物。一般品系內動物的遺傳背景已得到很高水平的控制，具有長期穩定性。因此隻要測定某一品系的某一動物，就可推測該品系全體動物。研究的可重復性也強，數據可靠。除大鼠、小鼠、豚鼠、倉鼠外，雞、犬、貓、豬、羊兔等也都有瞭近交系。②突變系。指在繁殖過程中某一基因突發變異的動物。可以通過突變基因的遺傳而維持特定的性狀。醫學研究中常用的突變型動物除免疫缺陷動物如裸鼠等外，還有突變型的肥胖癥小鼠可用於研究人的肥胖癥和糖尿病；溶血性貧血小鼠可用於研究人類自身免疫病（紅斑狼瘡）等。突變系可以自然發生，也可以人工誘導。因其育成較快而受到研究人員的歡迎。③雜交群。具有一定的雜交優勢，生命力強，遺傳背景清楚，有一定的遺傳特性。來自兩個近交系的雜交一代可重復性也較好。缺點是其下一代即可能發生遺傳學上的性狀分離，故供應受到限制。④封閉群。即在一段時間內(5年以上)不引入外來動物，自行隨機繁殖的種群。它們的基因型是雜合的，所以沒有近親繁殖的退化現象。個體之間有遺傳學上的差異，不宜用於精密研究，但可用於生物制品、化學藥品等的品質鑒定。如進行藥物熱源質試驗時，封閉群傢兔的穩定性常優於市場上的普通兔子。
遺傳學監測所用的方法有10多種、20多項指標。如同系異體組織移殖法多用於小鼠、大鼠和豚鼠，其近交系的個體之間能互相接受移殖，反之則排斥。毛色基因交配試驗多用於新引入品系或懷疑可能發生混雜時的測定。如繁殖一代毛色有異，可證明遺傳上已經混雜。此外還有生化標志基因測定法，用於檢查品系是否有瞭突變或遺傳學混雜等。這些方法要配合使用始能對基因純度和遺傳關系作出準確判斷。
微生物控制 通常根據對微生物的控制程度，將實驗動物分為4個級別：①無菌動物(GF)。用無菌技術剖腹取胎，隔絕母乳，在隔離條件下培育而成。利用現有手段不可能從其身上檢出任何微生物和寄生蟲。現已有無菌小鼠、無菌大鼠和無菌雞(以及無菌雞蛋、雞胚)，可用於微生物生態學、微生物拮抗作用以及營養、代謝、腫瘤、毒理、免疫學等的研究，也可用於組織培養，以提供無菌組織和單一的抗體。但飼養困難，生活力差。②已知生物體動物。又稱悉生動物。以對機體有益的腸道細菌喂給無菌動物培育而成。它比無菌動物生活力強、管理較易，在很多方面，特別是在研究腸道疾病與各種腸道菌的相互關系時可以代替無菌動物。③無特定病原動物(SPF)。指體內不存在某些特定的微生物，而允許有其他非致病性微生物存在的動物。由無菌動物或已知生物體動物飼養在屏障系統環境中培育而定，所謂特定病原微生物的種類則視科研的要求而定。菌譜可以多至十幾種或幾十種。SPF動物現不但用於實驗目的，在有些國傢，商品豬、雞的原種群或市銷群也已SPF化，以確保消費者的健康。④普通動物。也稱常規動物。指在微生物控制上要求更低的動物，主要是不帶對人有害的微生物（沙門氏菌、志賀氏菌、巴斯德氏菌、結核桿菌、疥癬蟲等）。也用無菌動物剖腹取胎隔絕母乳培育，但在開放式條件下飼養。
環境控制 實驗動物終生關養其中的環境條件對動物機體的繁殖、遺傳、生理和病理都有極大影響。環境條件包括居住、氣候、微生物和營養等，其中最主要的是實驗動物房的設計，對環境溫度、濕度、氣流速度、照明、噪音、氨濃度以及籠具架等都有一定要求。
現在實驗動物已經不但是許多科學實驗研究必不可少的工具，而且成為衡量一個國傢科學技術水平的標尺之一。中國實驗動物事業歷史較短，但在某些方面已達到或接近國際先進水平。隨著生命科學的進一步發展，實驗動物科學也必將提高到新的水平。