Deney hayvanları laboratuvar ya da çiftliklerde, bilimsel araştırmalarda kullanılmak üzere yetiştirilirler. Çiftliklerde ve laboratuvarlarda özel olarak üretilen bu hayvanlar, yapay ortamlar olan kafeslerde doğmakta; bu ortamda araştırma, deney ve testlerde kullanıldıktan sonra yine çiftlik veya laboratuvarlardaki kafeslerde yaşamları sona ermektedir.

Bu hayvanlara örnek olarak başta sıçan (rat) ve fare olmak üzere kobay, hamster ve tavşan gibi canlılar “Laboratuvar Hayvanları” olarak adlandırılabileceği gibi; bunların dışında kalan ve çiftliklerde üretilen keçi, koyun, sığır, domuz, at ve tavuk gibi hayvanlar da “Deney Hayvanları” olarak kullanılabilmektedir.

Deney hayvanlarının deneylerde, faydalı, bir şekilde kullanılması ve onlardan daha çok yarar sağlanması için bu hayvanlara ait bazı parametrelerin bilinmesi gerekir. Bunlar:

• Biyolojileri

• Fizyolojileri

• Genetik yapıları

• Laboratuvarda bakımı ve beslenmeleri

• Hastalıklarıyla ilgili mücadele yolları v.b.

• Tıp hekimliği, veteriner hekimliği, diş hekimliği, eczacılık ve temel biyoloji disiplinlerindeki araştırmalar 
• İnsan ve hayvanlarda hastalıkların veya sağlıkla ilgili problemlerin araştırılması ve önlenmesi ile ilgili çalışmalar.
• İnsanda ve hayvanlarda kullanılan ilaç, aşı, toksin, antitoksin ve antiserum gibi maddelerin, ürünlerin veya uygulamaların; üretim, güvenlik, etkinlik, kalite ve yan etkile- rinin araştırılması ilaç ile biyolojik madde ve katkı maddelerinin standardizasyonu ve sınanması ile ilgili çalışmalar.
• İnsan ve hayvanlarda hastalıkların veya sağlıkla ilgili problemlerin tanı ve tedavisi ile ilgili çalışmalar.
• İnsan ve hayvanlarda fizyolojik ve ethiolojik olayların araştırılması ile ilgili çalışmalar.
• Çevrenin korunması ve çevre kirliliğine yönelik toksikolojik çalışmalar.
• Adli tıp araştırmaları ile ilgili çalışmalar.

1. Biyolojik, patolojik, biyokimyasal, fizyolojik, ürolojik, bakteriyolojik, parazitolojik, hematolojik,farmakolojik, toksikolojik, biyo-genetik ve biyo-immünolojik gibi araştırma alanları.
2. İlaç sanayisinde
3. İnsan sağlığını olumlu yönde etkileyecek ve hastalıklar ile mücadelede kullanılacak yeni ilaçların keşfedilmesi
4. Piyasaya sürülmek istenen ilaçların toksitite ve pirojenite açısından sağlığa uygunluğunun herseferinde test edilmesi
5. Cerrahi tekniklerin geliştirilmesi, gibi alanlar.

3R kuralı; deney hayvanlarının refahının sağlanmasına, hayvanların korunmasına yönelik yasaların kabul edilmesine, laboratuvar hayvanları biliminin gelişmesine, hayvanlar üzerinde insani olmayan uygulamaları engellemekte önemli rol oynamıştır.

Replacement (yerine koyma) : Deneysel araştırmalarda “deney hayvanı” yerine kullanılabilecek başka teknikler, modeller, yöntemler var ise ve aynı sonucu verecek ise hayvan deneyi yapmadan ulaşılmayı hedeflemektedir.

En kısa tanımıyla, insanın yerine konulmuş anlamı taşımaktadır. Daha geniş ifadeyle ise, normal anatomik veya fizyolojik yapının ya da psikolojik durumdan yani davranışların analiz edilebileceği, kendiliğinden veya indüklenmiş bir patolojinin araştırılması için biyolojik işlev yönünden insan veya diğer hayvan türlerine benzerlik gösteren olarak tanımlanabilir.

Araştırmalarda kullanılan hayvan modelleri 4 gruba ayrılır. İndüklenmiş modeller (uyarılmış), Spontan modeller (kendiliğinden gelişmiş) Negatif modeller, Olası modeller.

Cerrahi yolla veya bir madde yoluyla anatomik,fizyolojik yapıda hastalık, bozukluk oluşturulmuş hayvan modelleridir. Hayvanlarda oluşturulan hastalıkların hedef organizmada görülenlerle; hastalığın nedeni (etiyolojisi), patolojisi ve semptomatiği yönlerinden benzemesi gerekmektedir.

Bu tip çalışmalarda hedef insandaki hastalık değildir. Hayvanlardan insana geçebilecek hastalıklar öngörülerek muhtemel bir durum ortaya konulmak için oluşturulan modeldir. Hastalık insanlardan önce hayvanlarda görülmüş ve tanımlandıktan sonra insanlarda benzeri tanımlamalar için çalışılan modellerdir. Bu model hayvanlar, kullanıldıkları hastalıkların bütün yönlerini ve özelliklerin değil bir kısmını taklit edebilirler. Bu yüzden insan hastalığının sadece çalışılmak istenen yönünün taklit edilmesi, modelin kullanılabilmesi için yeterli görülür.

Aşağıda belirtilen kurallara uyulması halinde hayvan deneylerine izin verilebilmesi öngörülmüştür.

• Bilimsel araştırma

• Eğitim ve eğitim uygulaması

• İnsan, omurgalı, omurgasız hayvan ve bitkileri etkileyecek hastalık veya anormalliğin tanısı ve tedavisi

• İnsan omurgalı omurgasız hayvan ve bitkileri etkileyecek hastalık ve sağlık durumu veya herhangi bir anormalliğin önlenmesi; ilaç madde üretimi, kalitesi, etkisi güvenirliliği ile ilgili testler

• İnsan, omurgalı, omurgasız hayvan ve bitkilerdeki fiziksel koşulların tahmini, belirlenmesi, düzenlenmesi ve değiştirilmesi

• İnsan ve hayvanların refahı veya sağlığıyla ilişkili olarak çevrenin korunması

Hayvanlar üzerinde yapılacak araştırmalar ve deneyler ancak

• Hastalık

• Anormallikler

• Fiziksel yaralanmalar gibi konularda tanı veya tedaviyi geliştirmek amacıyla gerçekleştirilebilir.

• Deneyler ve araştırmalarda hayvanların kullanılması zorunlu ise, deney hayvanlarının sosyal ve davranışsal ihtiyaçları üzerine düzenlemeler doğrultusun da hayvanların fiziksel ve ruhsal rahatlıkları teminat altına alınmalıdır.

• Hayvanlara gereksiz yere acı verilmemeli,

• Hayvanlar gereksiz strese maruz bıraktırmamalı

• Hayvanlara güvenli, sağlığa uygun, sağlıklı ortam sağlanmalı

• Parasal işler, hayvanların fiziksel ve mental sağlığını kısıtlamamalı

• Donma, yanık ve kırıklarla ilgili deneylerde hayvanların dinlenme sürecinde, ağrı kesicilerin verilmesi

• Stres ya da şoka maruz bırakılması gerekendurumlarda da sürenin en aza indirgenmesi gereği gibi önlemlere yer verilmiştir.

Negatif Modeller

Belirli bir hastalığın deneysel veya tabî olarak kesinlikle gelişmediği hayvan türü, ırkı veya soylarıdır. Hastalık ve tepkilerin şekillenmemesinin nedenleri araştırılıp çözülmesi de bilimsel anlamda çok büyük faydalar sağlar.

Spontan (Kendiliğinden Gelişen) Modeller

Genetik ve çevresel nedenlerle ortaya çıkan ve insanlardaki hastalığa benzer patoloji ve hastalık belirtisi gösterebilen hayvan modelleridir. Spontan modeller, genetik olarak homojen olan inbred soylarda şekilleneceği gibi rastgele yetiştirilen (random bred) ve dolayısıyla daha heterojen hayvan gruplarından da oluşabilir.

Reduction (azaltma) : Deneysel araştırmalarda doğru sonuca ulaşabilmek için gerekli en az sayıda deney hayvanı kullanılması hedeflenmektedir.

Refinement (iyileştirme) : Deneysel veya cer- rahi işlemlerde hayvana yapılan uygulamalar esna- sında ve sonrasında ağrı, stres gibi etkenlerin en aza indirgenmesi hedeflenmektedir.

Başta hayvanlar olmak üzere, canlıların bilimsel amaçlar için cerrahi tekniklerle parçalarına ayrılma işlemine viviseksiyon denir.