Deney grubu (İng: experimental group), bilimsel bir deneyde bağımsız değişkenin uygulandığı katılımcı grubudur. Kontrol grubu ile karşılaştırılarak bağımsız değişkenin etkisi ölçülür.
Deneysel araştırmanın temel mantığı, deney ve kontrol gruplarını mümkün olduğunca eşit koşullarda tutarak yalnızca bağımsız değişkeni farklılaştırmaktır. Örneğin yeni bir terapi yönteminin etkinliğini test eden bir çalışmada, deney grubuna yeni terapi uygulanırken kontrol grubuna standart tedavi veya plasebo uygulanır. İki grup arasındaki fark, yeni terapinin etkisine atfedilir.
Deney grubunun oluşturulmasında rastgele atama (random assignment) kritik öneme sahiptir. Katılımcıların deney ve kontrol gruplarına rastgele dağıtılması, gruplar arası sistematik farklılıkları minimize eder ve iç geçerliliği artırır. Rastgele atama yapılmadığında seçim yanlılığı ortaya çıkabilir.
Bazı araştırmalarda birden fazla deney grubu olabilir; örneğin farklı dozajları karşılaştıran bir ilaç çalışmasında düşük doz, orta doz ve yüksek doz grupları ayrı deney grupları olarak tasarlanabilir.
Ayrıca bakınız: Kontrol Grubu, Bağımsız Değişken, Bağımlı Değişken, Deneysel Psikoloji, Hipotez, Rastgele Atama