动物可用于体外毒理实验，即细菌、细胞、器官可用于毒理实验，对照人体实验和流行病学调查也可用于研究。但就目前的条件而言，体内实验(动物实验)是不可替代的。

　　体内毒理学试验是毒理学试验的标准方法和依据，其结果原则上可以外推至人。体外试验影响因素少，可深入研究毒性机制和代谢转化过程，但全身毒性和慢性毒性难以观察，不能作为安全性评价的最终依据。

　　直接获取有关人体的信息(对照人体试验和流行病学调查)费时、费钱、受诸多限制，短时间内难以完成。

　　目前，经济合作与发展组织(OECD)认可的替代方法主要涉及局部毒性(皮肤和眼睛刺激/腐蚀性、皮肤致敏、光毒性)、遗传毒性/致突变性和内分泌干扰。

　　动物实验和体外(替代)实验有两个主要区别:

　　第一，科目不同。动物一般用实验动物(兔子、豚鼠、小鼠)做实验。实验的主要实验对象是重组人体组织模型(如3D皮肤模型)、离体组织(如牛眼)、细胞(人或动物细胞系)和细菌(细菌回复突变试验)。

　　相应的，不同的受试者对不同的实验处理有不同的敏感度。如果可溶性试验物质浓度高，渗透压高会导致哺乳动物细胞的损伤，细胞试验无法正常进行。但如果用同样的浓度做动物实验，可能会得出实验结果。相同的样本，使用不同的替代测试，可能会有不同的结果。某些染发剂在进行两次遗传毒性试验(细菌回复试验和体外哺乳动物染色体畸变试验)时，细菌回复试验结果为阴性，另一次为阳性。那是因为它们的作用机制不同，但只要其中一个是阳性，就存在安全风险。

　　二是评价方法不一致。对于测量皮肤腐蚀/刺激的实验，动物实验的评价方法是用肉眼观察被测物质的皮肤反应，而基于皮肤模型的评价方法是通过测量吸光度来计算不同处理组织的相对细胞活性。

　　相应的，同样的测试项目，动物实验和体外(替代)实验的成绩也不完全相等。化妆品的皮肤刺激性试验，在兔皮上进行试验(《化妆品安全技术规范(2015年版)》)。皮肤刺激强度可分为无刺激、轻度刺激、中度刺激和强刺激四个等级。而重建人表皮模型的体外试验方法(SN/T 1577-2016)只有两个等级，样品有(或没有)皮肤刺激性。

　　一般来说，与动物试验结果的一致性和相关性是判断替代试验是否合理可用的基础。一般需要进行一系列(两个或两个以上)替代试验来评价化学品，综合评价后才能应用结果。此外，替代试验有一定的应用局限性，如牛角膜混浊和通透性试验，这是一种替代眼睛刺激的试验。该测试旨在确定化学品是否会导致严重的眼部损伤，因此它不适用于2A或2B(全球统一制度化学品分类)归类为眼部刺激的化学品。