只要查阅一个医学发展史，就可清楚地看到，医学上许多重大的发现均和动物实验紧密相关。特别是那些具有划时代意义的、里程碑式的、开拓一个新的领域、导致医学的某一方面突飞猛进的革命性发现，哪一个不是通过实验，首先在实验室发现的呢？举例说：各种显微镜的发明和应用、免疫现象、镭和X-射线、化学治疗、抗菌素的发现、核酸与染色体的结构与功能、肝癌病鼠AFP（α-Fetoprotein），比比皆是。它们都是实验研究的成果。特别是医学上几个划时代的成就，如传染病病原发现，预防接种，抗生素，麻醉剂，人工循环，激素的使用，脏器移植，肿瘤的病毒病原和化学致癌物的发现等都不开动物实验。下面我们举一些例子，进一步说明动物实验在医学发展中所取的作用：
1．通过动物实验，发现了大量的人类疾病起因于传染原，证明微生物在传染病发病中的作用，并发展了细菌菌苗，抗毒血清等，在防治传染病的流行上起了重大作用。
用从病人体内分离出的微生物在实验动物上产生类似那些人类疾病的疾病，只有这一事实才确立了这些微生物和人类疾病的关系。直接的成果是：公共卫生方法应用于预防疾病（如在伤寒病），预防免疫法的发现（如在白喉的破伤风），以及治疗传染病有效的抗血清的制备（如白喉、脑膜炎和肺炎）。随后，发现用化疗药物和抗菌素可以治愈实验性受感染动物，这就立即使这些药物在人类疾病上得到应用，使治疗前景大为改观，挽救了无数人的生命。如果离开动物实验，人类至今不可能宣布天花已从地球上消灭。
2．通过动物实验，发现了抗原抗体反应，了解了免疫性紊乱疾患的本质和补体的作用，推动了变态反应性疾病的研究。
动物注射传染原后会产生有保护作用的抗体，这一发现立即引出了料想不到的发展方向。人们发现，动物产生出一些不对抗活的微生物体，但对抗它们的特异的高分子的抗体。我们对免疫性紊乱的疾患如哮喘，枯草热、血清病和过敏性休克等的现代概念，直接来自对动物模型的观察。对抗体产生过程的了解形成了关于人类不同个体有不同血型的知识基础，首先导致输血法的应用成功，后来又引出对胎儿成红血细胞增多症的病因与治疗的知识，这种“Rh婴儿”疾病是新生儿死亡的一个主要原因。循另一条途径进行的一实验构成了把一个人的组织或器官移植到另一个人身上的现代尝试基础。对诸如风湿热和播散性红斑狼疮等疾病的了解，大部分得自从动物实验发展起来的免疫学理论。一个新近的例子是，遗传性血管神经性水肿是一种罕见但致命的疾病，对它的本质了解是以补体的研究为根据。补体是增强免疫性的一些蛋白质的奇妙复合体，最初因它存在于豚鼠血清里面而终为人们所认识。
3．通过动物实验，创立了实验肿瘤学，发现了化学致癌物质和致癌病毒，推动了肿瘤学的研究，为肿瘤的防治开辟了广阔的前景。
通过大量的动物实验，创立了实验肿瘤学，标志着人类与肿瘤作斗争的过程跨进了一个新阶段，从此，人体肿瘤的错综复杂的现象，可以在被控制和条件下进行探索。在17-18世纪，人们成功地移植了动物肿瘤，为实验肿瘤学的创立奠定了基础。20世纪初，用煤焦油涂抹兔耳诱发现皮肤癌后，相继用一些多环碳氢化合物、偶氮染料、亚硝胺以及致瘤病毒或放射线等，几乎可以在动物中复制出所有与人类肿瘤相应的动物模型，为肿瘤研究提供了极为有利的条件。近二、三十年来世界各国对诱发性、移植性动物肿瘤的建立与利用有了新的发展，在肿瘤的生长特性、宿主反应、病因与发病原理、机体免疫性以及抗癌药物的筛选等重要领域中，作出了许多成绩。动物身上移植人类肿瘤的成功，更为实验肿瘤的研究创造了优越的条件。
4．通过动物实验，认清了一些多发病的基本性质，对根除和控制这些疾病趁着极大作用。
具有深远意义的是使用动物去确定那些广泛流行疾病的基本性质，象脚气病、糙皮病和坏血病是营养缺乏的后果。曾使用各种实验动物来研究实验性的不完善饮食的影响，使维生素及其在疾病的预防与治疗上的重要性的得以发现。用加有多种维生素的面包治疗佝偻病、坏血病和干眼病儿童，用维生素K治疗黄疸病的成人，因冠状动脉疾患而作抗凝血治疗的病人，均证明与动物实验结果完全一致。在认识了糙皮病相当于狗的“黑舌病”之后仅几年，这种在美国南部死因占首位达三十年之久的疾病就得到了根除。对缺铁的狗身上的影响的研究，经过迂回曲折的过程，导致了对曾是致命的恶性贫血的控制。
5．通过动物实验，创立了“应激学说”，对临床上广泛应用激素疗法起了重要的指导作用。
1936年到40年代，Selye的实验室作了一系列的动物实验，发现给动物各种有害刺激（如注射亚致死量的肾上腺素、甲醛、吗啡、阿托品、肌肉运动、脊髓横断、过冷、过热等等），都可引起一系列与刺激物的药理性质及其他特性关系不大的症候群，称之为“全身适应症候群”（general adaptation syndrome），并证明垂体一肾上腺皮质的变化在全身适应症候群中起主要作用，其意义在于提高机体对有害刺激的抵抗力。从而创立了“应激学说”。
机体受到强烈刺激，处于“紧急状态”时，出现以交感神经兴奋和肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应，并由此而引起各种功能和代谢的改变。这种应激反应对临床实践具有指导意义。应激时的神经内分泌变化及功能代谢的改变，是我们理解各种疾病的全身性非特异性反应的理论基础。在临床实践中应当着眼于消除或减少应激元的作用，减轻应激反应，以避免或减少应激反应带来的并发症；努力减轻应激反应带来的损害；对急性肾上腺皮质功能不全（如肾上腺出血、坏死）或慢性肾上腺皮质功能不全的病人，受到应激元的侵袭时，由于不能产生应激反应，病情危急，应立即大量补充肾上腺皮质激素。
6．临床医学的许多重大技术的创造和发展也与动物实验息息相关。
外科医生在研究新的手术或麻醉方法时，往往先是通过动物实验，取得熟练而精确的技巧，然后才妥善应用于临床，大家知道，低温麻醉、体外循环、脑外科、心脏外科、断肢再植、器官或组织的移植术等成就，都与动物实验的开展紧密相关。特别是20世纪50年代外科进入了低温、深低温麻醉时代，进入了人工心脏体外循环的时代，这些技术完全是在动物实验的基础上发展起来的。
临床研究也无可估量地得助于对实验及其离体的器官所作的正常生理机制与反应的研究。我们所知道的有关心脏、肺脏和肾脏生理学的大部分知识，来源于动物实验。离体的心-肺灌注标本这个称誉一时的方法，曾是临床上惯用的许多概念和对于一切心脏和肺脏外科必不可少的机械援助得以发展起来的原因。同样的，对动物神经系统的恰当的生理学研究，为现代神经病学和神经外科提供了基础。
在动物上做的生理学研究，有时可以产生预料不到的广泛的临床意义。胃肠道疾患诸如溃疡病的诊断，大半依靠在病人口不透射线的物质后所做的X线检查。这种日常的“胃肠造影”是关于动物的胃肠道机动性的早期实验在临床上的推广；当时这样做是为了研究正常生理学，完全没有想到诊断上的意义。
现代对病因的研究和对诊断的探讨，不管是宏观的还是微观的，大部分都需要使用实验方法，主要是以高等动物为对象，把从动物获得的结果逐步推广到人。现代医学的治疗措施，已经极大地依赖于基础医学的实验成果了。动物实验帮助临床研究的种种用处，可以病床边上，在接受胰岛素治疗的糖尿病病人中，在先天性心脏缺陷得到修复的病儿中，或者在能活够正常寿命期限的恶性贫血患者中衡量出来。
