在完全析因设计定义的实验中，针对所有可能的因子设置组合都会运行试验。完全析因设计允许估计所有可能的交互作用。与筛选设计相比，完全析因设计规模较大，并且因高水平交互作用往往不活跃而可能效率低下。通常会在有少量因子和水平并且想要得到关于可能的交互作用信息的情况下使用完全析因设计。例如，完全析因设计往往会构成测量系统分析 (MSA) 的基础。
三个两水平因子的完全析因设计
