Es uno de los ejes básicos del concepto de protección animal en investigación. Se cimenta en tres ideas:
• El Reemplazo de animales por otras opciones en las que éstos no se utilicen, como son, por ejemplo, los medios audiovisuales o las técnicas de realidad virtual.
• La Reducción de su número, gracias al desarrollo y aplicación de estudios estadísticos, que permitan establecer claramente cual es la cantidad mínima de individuos que permiten obtener resultados científicos satisfactorios, o de la elección de las especies animales más adecuadas al estudio a realizar.
• El Refinamiento de las actuaciones sobre los animales, y la mejora de sus condiciones de vida. Asociados a esta idea se impulsan conceptos como el enriquecimiento ambiental, el uso de anestesia y analgesia, la clasificación de severidad de los procedimientos o el establecimiento de criterios de punto final tempranos.