Metody alternatywne mają na celu zastąpienie doświadczeń wykonywanych na zwierzętach eksperymentami przeprowadzanymi "w próbówce" (in vitro) lub za pomocą analizy komputerowej (in silico). W przypadku, gdy całkowite zastąpienie zwierząt modelem in vitro jest niemożliwe, priorytetem jest ich humanitarne traktowanie, dlatego też metody alternatywne to nie tylko metody in vitro, ale również ulepszone, zmodyfikowane metody in vivo.
Metody alternatywne to metody spełniające jedną lub wszystkie z zasad 3R zaproponowanych przez Russela i Burcha w 1959r. (The principles of humane experimental technique. W.Russel, R. Burch, 1959):
Reduction - zmniejszenie liczby zwierząt, na których przeprowadzany jest eksperyment Refinement - doskonalenie i rozwój procedur badawczych w celu zmniejszenia cierpień zwierząt używanych w eksperymentach Replacement - zastąpienie badań na zwierzętach, przez modele badawcze "nie odczuwające cierpień" (in vitro, in silico)
Zgodnie z powyższą definicją metody alternatywne to nie tylko metody in vitro ale również ulepszone, zmodyfikowane metody in vivo.