正交回归设计（orthogonal regression design），理学-统计学-数理统计-因子试验，在某特定回归模型下，模型阵中任意两列内积为零的设计。在回归分析的计算过程中，不论是求回归系数向量的估计值，还是对回归方程与回归系数做显著性检验，都要求计算信息矩阵的逆矩阵。这是回归分析中的主要计算量所在。当信息矩阵为对角阵时，求逆矩阵极其简单，所以，为了使回归分析时计算简化，自然要求选择的各试验点能使信息阵为对角阵。在一个回归问题中，使信息阵为对角阵的设计阵称为正交回归设计。显然，正交回归设计的模型阵的各列为相互正交的向量。例如，假设两个解释变量和对应的响应值满足模型，考虑如下四次试验的设计：四次实验设计表-1-1-111-111该设计对应的模型阵和信息阵分别为。根据以上定义，显然该四次试验的设计是给定模型下的正交回归设计。