在增加一個自變數的變化水平的前提下，我們還可以通過擴展兩16組設計，在一個實驗中檢查多個變數（因素）的影響。在人因學研究中，我們常常對複雜系統感興趣．這就常常涉及到兩個以上的變數之間的關係的問題。比如在上面的關於倒班的例子中，我們可能需要知道倒班的安排（因素A）對年紀不同的人（年紀大與年紀輕，即因素B）是否有一致的，抑或不同的影響。幾個自變數分別由幾個水平構成的多因素的實驗設計稱為因素設計．在這裡，因素這個術語表示，各個自變數不同水平之閱可能存在的組合所產生的條件將被綜合起來，並接受考察。因素i到十可以讓我們不僅考察每一個自變數的影響，還可以考察它們之鬧的互動作用。因為人的作業多數都是複雜的，人在市l囂的互相作用也是複雜的，所以在人因學研究中，無論是基礎研究還是套用研究，最常用的是因素如十。
因素設計從幾個方面看，都會比2×2更複雜。首先，每一個變數可能不止2個水平。比如，我們可能在兩種不同的手機使用方式（手動撥號和語音撥號）下考察駕駛績效，但是同時還有一個控制條件（不使用手機），這就是一個變數有3個水平了。然後，我們可以用這個變數的3個水平再結合第二個變數的2個水平，即駕駛的條件（城市道路和高速公路）。這就形成了一個3×2的因素設計。另一個情況是，研究者也可能同時考察兩個以上的自變數〈因素）。假定我們做上面的3×2的設計的一個研究，但是同時比較年老的司機和年輕的司機。這就形成了一個2×3×2的因素設計。具有三個自變數的設計稱為三因素設計。
