Phân nhóm ngẫu nhiên là phương pháp quan trọng để giảm sai lệch trong thử nghiệm vắc xin. Trước khi phân nhóm phải có kế hoạch về tỷ lệ phân hai nhóm bằng nhau hay khác nhau và kế hoạch phân ngẫu nhiên. Các nghiên cứu thử nghiệm thường giữ tỷ lệ đồng đều khi chỉ có hai nhóm vắc xin và giả dược. Trong các nghiên cứu thử nghiệm một nhóm không tiêm vắc xin so sánh với nhiều nhóm tiêm vắc xin, có nhiều ý kiến khác nhau về tỷ lệ đối tượng giữa các nhóm bằng nhau hay không bằng nhau. Trên khía cạnh đạo đức người ta cho rằng số lượng ở nhóm không tiêm vắc xin nên ít hơn các nhóm tiêm vắc xin. Mặt khác nếu cỡ mẫu các nhóm không đều nhau, qui trình phân ngẫu nhiên sẽ dễ dàng hơn.
Gán mã phân tầng là khi các đối tượng được phân đồng đều vào các nhóm nhỏ hơn tuỳ theo các yếu tố nguy cơ liên quan đến bệnh sẽ phòng được bằng vắc xin. Ví dụ có thể phân tầng nhóm đối tượng trẻ và già. Đây là phương pháp được cho là làm tăng đặc tính tương đồng giữa các nhóm so sánh. Phương pháp này còn giúp làm giảm sai lệch trong những thử nghiệm với cỡ mẫu nhỏ, đặc biệt khi các đối tượng nghiên cứu rất khác nhau về nguy cơ mắc bệnh. Do vậy phương pháp này không chỉ được ứng dụng trong những thử nghiệm phương pháp điều trị bệnh nhân mà còn trong những thử nghiệm vắc xin có cỡ mẫu nhỏ vì mặc dù cỡ mẫu nhỏ nhưng cũng có nhiều ưu điểm so với thử nghiệm ngẫu nhiên trên qui mô lớn.
Gán mã khối cũng thường được ứng dụng trong các thử nghiệm qui mô nhỏ. Với phương pháp này mã số của vắc xin và giả dược sẽ được phân thành từng khối có thể khối bốn mã số hoặc khối sáu mã số. Các đối tượng được phân liên tiếp theo các khối như vậy sẽ đảm bảo trong từng khối số đối tượng
tiêm vắc xin và giả dược là như nhau. Ví dụ với khối bốn mã số sẽ có liên tục hai đối tượng thuộc nhóm vắc xin, hai đối tượng thuộc nhóm giả dược.