プロセスや製品などの特性を改善し、最適化を図りたい場合などに、その特性に影響を及ぼしていると思われる要因とは何か、またその要因の効果がどの程度かを、少ない実験回数（シミュレーション回数）で定量化するための統計的実験手法で、近年は品質工学の世界で非常に注目されます。本手法のベースは、1920年代に英国のR. A. フィッシャーによって、農事試験での応用を目的に開発されました。
これまで様々な実験計画法が開発されてきましたが、それらは基本的にフィッシャーの示した3原則（1.反復 2.無作為化 3.局所管理化）に基づいています。
modeFRONTIERでは、直交表実験計画法、多元配置法、Box-Behnken計画、ラテン超方格法、D-Optimal計画など14種類の実験計画法が使用できます。
GT-SUITEにおけるDOEの役割は、GT-SUITEの最適化手法を用いるための応答曲面を作成するための効率的なサンプリングを行うこととニューラルネットワークによる近似モデルを作成するために用いられます。