Ulkoinen muuttuja on riippumaton muuttuja, joka voi lisätä kohinaa kokeeseen tai harhauttaa tuloksia, mikä häiritsee valitun riippumattoman muuttujan vaikutusta riippuvaiseen muuttujaan. Tieteellisissä kokeissa muuttujien asiat ovat erittäin hallittuja, mutta pehmeämmissä tieteissä, kuten kokeellisessa psykologiassa, on vaikeampaa erottaa ne ominaisuudet, joiden on oltava vakioita, niistä, joiden on vaihdeltava jokaisen kokeen mukaan. Kokeiden suunnittelun tavoitteena on vähentää mahdollisuuksien mukaan vieraiden muuttujien vaikutuksia.
Vieraita muuttujia on kolmenlaisia: aihe, kokeellinen ja tilannekohtainen. Aihemuuttuja on mikä tahansa tutkittavalle ominainen muuttuja: esimerkiksi ikä, terveys, mieliala ja fyysiset ominaisuudet. Kokeelliset muuttujat ovat psykologin tai muun psykologisia testejä suorittavan tarkkailijan puolueellisuuden aiheuttamia muuttujia. Ympäristömuuttujat johtuvat ympäristötekijöistä, kuten mahdollisista häiriöistä, jotka kohdistuvat koehenkilöön hänen ympäristöstään: huono valaistus, melusaasteet tai muut häiriöt testauksessa. Jos vieraalla muuttujalla on potentiaalinen vaikutus, se voidaan pitää vakiona kaikille kohteille tai potentiaalisesti haitallisen vieraan muuttujan voimakkaan tai matalan intensiteetin spektri voidaan löytää tarkasti valitsemalla osallistujat.
Esimerkki psykologisesta kokeesta, jonka ulkopuolinen muuttuja saattaa vaarantaa, on lauseen loppuun saattaminen. Opiskelijaa, jonka älykkyysosamäärä (IQ) tiedetään, pyydetään täydentämään lauseosa. Sanojen määrä, jota hän käyttää lauseen täydentämiseen, tallennetaan sitten jokaiselle henkilölle. Psykologi etsii, vaikuttaako riippumaton muuttuja IQ siihen, kuinka monta sanaa opiskelija käyttää lauseen loppuun saattamiseen, riippuvainen muuttuja. Ulkopuolinen muuttuja, joka harhauttaa yksilön tuloksia, voi olla se, söikö opiskelija aamiaisen sinä päivänä tai kuinka kylmä se oli testilaitoksessa tai kuinka usein proctor rypisti otsaansa testin aikana.
Kun tutkija valitsee kokeessa riippumattoman muuttujan, odottamattomien vieraiden muuttujien käyttäytyminen riippuu joskus riippumattoman muuttujan intensiteetistä. Esimerkki tästä tilanteesta on hämmentävä muuttuja. Esimerkki tällaisesta muuttujasta voi olla koehenkilön näkökulma. Jos esimerkiksi koehenkilöt koostuvat sekä miehistä että naisista, sekä luonne että kasvatus vaikuttavat heidän näkemyksiään testissä. Jotkut saattavat olla tyytyväisiä vaadittuun kokeelliseen käyttäytymiseen, toiset eivät, tai joillakin voi olla ennakkotietoa testistä ja odotetuista tuloksista, kun taas toiset eivät.