在一般人的心目中，要試驗一種藥物的療效，是很簡單的一件事。只要找一批病人，對他們用藥，看看能不能把他們的病治好，不就得了?在以前，醫生的確是用這種辦法做臨床試驗的，有時也能夠有很明確的結果。1885年7月6日，巴斯德做了一次被認為是歷史上最著名的臨床試驗，給一位9歲的男孩注射了狂犬病疫苗。這名男孩在兩天前被一頭狂犬嚴重咬傷。在隨後的10天內，巴斯德給這名男孩共注射了12次疫苗。幾天後，男孩便康復回家了。第二年3月1日，巴斯德向法國科學院報告了他對狂犬病的治療結果，呼籲建立狂犬病疫苗中心。到1880年，世界各國許多地方都建立了狂犬病治療中心。
由於人們在得了狂犬病之後必死無疑，死亡率百分之百，而巴斯德治療的狂犬病人卻活了下來，因此不難得出結論，巴斯德的療法是卓有成效的。但是這個著名的試驗也是一個很不尋常的事例。能夠起死回生的靈丹妙藥極為罕見。藥物通常只是用來減輕、消除症狀，減少病痛，降低死亡的危險。對絕大多數疾病來說，藥物療效並不是非此即彼、要麼有效要麼無效那麼簡單。這時候，要判別藥物的療效，就困難得多。
有很多因素會影響到人們對藥物療效的認定。許多疾病都能夠自愈，例如感冒、失眠症，不必治療也會痊癒。甚至像癌症這樣的所謂「不治之症」，也有一部分病人會自愈。還有許多疾病的狀況受病人的心理因素的影響很大，給病人服用並無藥效的假藥(「安慰劑」)，也會出現一定的療效，特別是那些發病機理與精神情緒有關的疾病，例如高血壓、失眠症、焦慮症、胃十二指腸潰瘍等，安慰劑療效能達到30%甚至更高。有些慢性病，例如哮喘、關節炎，病情自己會時好時壞。而像心肌梗死、中風這種能致命的疾病，其死亡率與年齡、性別、生活習慣等多種因素有關，波動很大，難以對個體做出預測。還有一些疾病的病情好壞，取決於病人的自述或醫生的主觀判斷，其結果很容易受到病人或醫生的主觀願望的影響而出現偏差。
為了避免上述因素，在臨床測試一種新藥的療效時，就必須精心設計試驗方案，進行對照試驗。在對照臨床試驗中，一組病人接受新藥治療，其他組——對照組——可以有不同的形式，分成不接受任何藥物治療、接受安慰劑治療、接受已有藥物的治療或不同劑量的新藥治療組，然後比較不同組的結果。安慰劑是指不含任何藥理活性物質的制劑，外觀應與試驗的新藥相同或相似，其主要成分通常是澱粉或生理鹽水。在新藥臨床試驗中使用安慰劑作為對照，可以最大限度地消除心理因素對藥物療效的影響，是新藥臨床試驗必須遵循的一個基本原則。在試驗新的外科手術的治療效果時，是不是也要設計一個對照組對他們進行假手術呢?這是個有爭議的問題。不過，研究表明，即使是假手術，對於某些疾病也有或多或少的治療效果，這可能類似於安慰劑作用。
在做對照試驗時，為了盡量避免主觀偏差，還需要遵循其他一些原則。在有可能影響藥物效果的各個方面，新藥組和對照組的病人都應該相同或相似，例如所有的病人都必須患有相同的疾病，或處於同一疾病的相同發病階段。而且，新藥組和對照組的病人的年齡、體重、健康狀況、接受其他治療的情況等各個方面也應該盡量相似。為了做到這一點，必須遵循「隨機化」原則，即參加臨床試驗的所有病人被隨機地分配到不同的組，病人將進入哪一組完全由隨機產生的編號來決定，而不是人為地挑選哪些病人進入新藥組，哪些病人進入對照組。如果參加試驗的病人群體足夠大，隨機化分配的結果將會使新藥組和對照組的病人有相似的特點。否則，如果由研究人員來挑選的話，就可能有意無意地把病情較輕的病人挑選入新藥組，使得新藥組的療效過於顯著。
在臨床試驗中，一方面，如果新藥組病人知道自己吃的是新藥而對照組病人知道自己吃的是無效的安慰劑，那麼心理因素就可能對兩組病人的療效分別產生正面和負面的影響。另一方面，研究人員為了能得到好結果，有意無意地可能會對新藥組病人更精心護理或施加暗示影響病人，在判定療效時，會傾向於更正面評價新藥組病人，更負面評價對照組病人，只收集對新藥有利的數據而忽視不利的數據等等。為了避免出現這種偏差，在臨床試驗中還必須遵循「盲法原則」。如果病人不知道但是研究人員(醫生、護士和數據分析人員)知道誰服用的是新藥誰服用的是安慰劑，這是「單盲」，但是如果研究人員和病人都不知道分組情況，則屬於「雙盲」。雙盲是避免主觀偏差的最好辦法。在雙盲的情況下，分組情況由第三方人員掌握，醫生、護士在「盲態」下給病人使用藥物或安慰劑，觀察療效和收集病人的數據，然後把資料交給同樣處於「盲態」的數據分析人員去分析。只有在最後需要比較新藥組與對照組的療效時，才會解除「盲態」，讓研究人員和病人知道分組情況。
有時候，通過其他方式(例如臨床經驗積累、仔細的觀察)也能夠發現藥物的療效，但是這樣的發現往往是不可靠的，不足以得出科學的結論。隨機的、雙盲的、有對照的臨床試驗雖然不是發現藥物療效的唯一方法，卻是能夠確定藥物療效的最可靠的方法。
