Ein Within-Subjects-Design (auch Messwiederholung, Repeated Measures Design genannt) ist eine Art von Versuchsplan, bei dem jede teilnehmende Person jeder Stufe der unabhängigen Variable ausgesetzt ist. Dieser Ansatz wird verwendet, wenn es nicht möglich oder ethisch vertretbar ist, eine Kontrollgruppe zu haben, oder wenn  die Unterschiede zwischen den Gruppen minimiert werden sollen.

In der Verhaltensforschung, Psychologie und Medizin werden häufig Within-Subjects-Designs verwendet, da es eine genauere Kontrolle der Variablen ermöglicht und individuelle Unterschiede zwischen den Probanden eliminiert. Dieses Design wird auch als „repeated measures design“ bezeichnet, da jede Versuchsperson mehrfach gemessen wird.

Die Verwendung eines Within-Subjects-Designs hat mehrere Vorteile. Erstens wird bei diesem Ansatz die Variabilität zwischen den Probanden eliminiert, da jeder Proband als seine eigene Kontrolle dient. Dies erhöht die Genauigkeit der Ergebnisse und macht es einfacher, kleine Effekte zu erkennen. Within-Subject-Designs haben daher auch eine höhere statistische Power. Zweitens ist ein Within-Subjects-Design kostengünstiger und weniger zeitaufwändig als ein Between-Subjects-Design, da weniger Probanden benötigt werden. Schließlich ist dieses Design ethischer, da die Teilnehmenden nicht dem Risiko ausgesetzt sind, zu einer Kontrollgruppe zu gehören (wenn sich die Intervention beispielsweise in Pilotierungen bereits als sehr effektiv erwiesen hat).

Trotz dieser Vorteile gibt es einige Nachteile bei der Verwendung eines Within-Subjects-Designs. Erstens kann dieser Ansatz durch Übertragungseffekte (Carry-Over Effect) beeinträchtigt werden, die auftreten, wenn die Wirkung einer Stufe der unabhängigen Variablen auf die nachfolgenden Stufen übergeht. Werden die Versuchspersonen beispielsweise gebeten, eine Aufgabe zu lösen, nachdem sie verschiedenen Lärmpegeln ausgesetzt waren, können sie sich mit der Zeit besser an den Lärm gewöhnen und die Aufgabe am Ende des Versuchs besser lösen als zu Beginn. Um Übertragungseffekte zu minimieren, ist es wichtig, eine Balanzierung durchzuführen, bei dem die Versuchspersonen nach dem Zufallsprinzip in unterschiedlicher Reihenfolge der unabhängigen Variable ausgesetzt werden.

Zweitens können Versuchspläne innerhalb von Probanden empfindlich auf Übungseffekte reagieren, die auftreten, wenn sich Probanden bei einer Aufgabe verbessern, nur weil sie sie schon einmal gemacht haben. Um Übungseffekte zu minimieren, ist es wichtig, einen Referenzwert (Baseline) zu etablieren, der die Leistung bei der Aufgabe vor der Exposition gegenüber der unabhängigen Variable erfasst.

Trotz dieser Nachteile bietet das Within-Subjects-Design viele Vorteile, die es für die Verhaltensforschung gut geeignet machen. Wenn sie richtig eingesetzt werden, können sie präzise Ergebnisse liefern, die weniger wahrscheinlich durch Fremdvariablen beeinflusst werden.