动物实验是为了获得有关生物学、医学等方面的新知识或解决具体问题而使用动物进行的科学实践活动。过去一个多世纪，医学和生命科学取得了飞跃式的发展，人类不仅建立了麻醉、安全输血、器官移植、人工心脏瓣膜等医疗技术和手段，还研发出了抗生素、疫苗和各种药物，从而消灭或控制了多种疾病，所有这些成就的取得都离不开动物实验的支持。

人类开展动物实验的初衷是为了了解和认识生命现象，怀疑和挑战宗教神学对人类思想的禁锢，这种探索和认识，形成了动物学、解剖学、生理学等基础生命科学理论。当对人体和动物正常解剖与生理的认识逐步清楚后，才开始疾病的预防和治疗研究。得益于动物实验，逐步形成了免疫学、微生物学、传染病学、病毒学等现代医学的理论体系。人类与疾病的博弈中，霍乱、天花、脊髓灰质炎等传染病的暴发夺走了大量无辜的生命。科学家发现人类的很多疾病，在某些动物身上也会同样发生。人类大约有25,000个基因在其它哺乳动物中也存在，比如小鼠。

人类约有一半的基因和无脊椎动物相似，比如蠕虫、果蝇。这些古老的基因在人类和其它动物中共同存在，表明进化过程中出现了新的调节方式赋予了人类全新的特征，包括复杂思考和语言的产生。生物进化进程中存在大量的保守基因。由于人类和动物的基因都具有保守性，因此可以通过分析动物的基因与蛋白来推测人类。使用动物模型还有一个好处，就是实验条件可以被精准调控，比如光照时间设定、进食量、特定生物模型、给予药物干预等等。考虑到伦理问题等，很多侵入性实验研究一般是不能进行人体实验的，科学研究必须借助实验动物和动物实验，进行疾病机理和诊断治疗方法的研究，在安全、有效的情况下再推用到人类。

历史上，有许多的重要发明与事件表明，动物实验仍是不可或缺的。佛莱明（Fleming）于1928年发现了青霉素，但其真正被用于抗菌治疗则要到十几年后的1940年代。佛罗里（Florey）和钱恩（Chain）通过给小鼠感染致命葡萄球菌，一组给予青霉素注射治疗，小鼠全部存活，另一组不给，小鼠全部死亡，从而证明了青霉素抗菌疗效。青霉素的发现和其疗效的验证，使人类第一次找到了一种具有强大杀菌作用的药物，结束了传染病几乎无法治疗的时代。

疫苗研发同样离不开动物实验。上个世纪被称为夏日幽灵的脊髓灰质炎曾肆虐全球，可导致感染者瘫痪、呼吸困难甚至死亡。而如今这种传染病在多数国家已经被消灭，这要得益于美国科学家索尔克（Salk）和萨滨（Sabin）的疫苗研发工作。由于脊髓灰质炎病毒只感染非人灵长类实验动物，因此在疫苗研发和早期的疫苗生产中使用了大量猴子。我国医科院昆明生物所的非人灵长类实验动物设施就是在这样的背景下建立的，并帮助我国基本消灭脊髓灰质炎病毒感染。在新冠疫情肆虐全球的时候，新冠疫苗的研发迫在眉睫，2020年5月6日在《科学》杂志中我国科学家公布了新冠疫苗动物实验结果。研究证实，该疫苗对非人灵长类动物安全、有效。而正是首先在动物实验取得成功，才有了现在我们可以接种的安全疫苗。

基于动物实验建立的疾病防控及诊疗技术不仅让人类受益，动物也是受益者。在动物上开展的诸如麻醉、输血、镇静和外科手术等诊疗技术也是在动物实验基础上建立的。宠物和牲畜的药物和疫苗研发同样依赖于动物实验，通过接种炭疽和牛瘟以及猪丹毒疫苗，就拯救了数以亿计的动物生命。

我们还面临着诸如HIV病毒、Zika病毒和埃博拉病毒等传染病的威胁，我们也没有攻克肿瘤，面对阿尔兹海默综合症时我们甚至毫无办法。而体外培养细胞还不能反映其来源组织器官的功能和形态，计算机也无法模拟心脏或肾脏等器官的功能，因此动物实验仍然是必不可少的。