行為改變實驗方法以應用行為分析法為根基，因此首先接受了斯金納所采用的“單一個案實驗設計模式”，其基本方法是在非實驗操作情境和實驗操作情境之中，對個體在兩種情況下因變量的表現的連續測量結果進行比較。這一模式強調利用單一被試也能評估自變量與因變量之間的關係，彌補了傳統個案研究中存在的描述性的、不能重複、缺乏實驗科學的嚴格性等方麵的不足。之後，經過許多心理學者和精神科醫生的臨床實驗、研究，他們創造性地確立了“應用行為分析法”的基本實驗設計模式，提出了實用、科學、便於操作的“倒返實驗設計”“多重基線設計”和“逐變標準設計”三種個案實驗設計模式。這些實驗模式具有如下特點。
（一）測量的可靠性
精確的測量對行為改變中的實驗設計起著決定性的作用。因此，研究者所收集的代表著行為者各個方麵的資料，都應使可能對效度產生任何影響的因素能被合理地排除。
（二）測量的重複性
行為改變的實驗方法與其他實驗不同的主要特點是，個體某方麵的行為要被測量很多次，並且會采用同樣的測量方法。
（三）情境的描述性
研究者（或觀察者）應提供所有情境下觀察到的個體行為，並應對這些行為進行精確而詳細的描述。為了強化內在與外在效度，這樣的描述還應滿足能夠被應用於其他個體的要求。
（四）基準的持續性與目標的穩定性
在自然情境下觀察目標行為，直至達到穩定性，這段時間叫作基準。研究者做的實驗處理，應隨著情境改變而發生，並且要求持續時間應能使目標行為達到足夠的穩定性。