Задачи, для решения которых может использоваться планирование эксперимента, чрезвычайно разнообразны. Поиск оптимальных условий, построение интерполяционных формул, выбор существенных факторов, оценка и уточнение констант теоретических моделей (например, кинетических), выбор наиболее приемлемых из некоторого множества гипотез о механизме явлений, исследование диаграмм состав—свойство — вот примеры задач, при решении которых применяется планирование эксперимента. 

Можно сказать, что там, где есть эксперимент, имеет место и наука о его проведении — планирование эксперимента.