Các thí nghiệm trên bộ linh trưởng bao gồm thử nghiệm của độc tính đối với các chất y tế và phi y tế; các nghiên cứu về bệnh truyền nhiễm, như HIV và viêm gan; nghiên cứu về thần kinh; hành vi và nhận thức; sinh sản; di truyền học; và cấy ghép các cơ quan giữa các chủng loài. Khoảng 65.000 thí nghiệm đã được thực hiện hàng năm ở Hoa Kỳ và khoảng 7.000 trên khắp Liên minh Châu Âu. Hầu hết động vật thí nghiệm được lai tạo có mục đích, trong khi một số bị đánh bắt trong tự nhiên. Việc sử dụng khỉ để thí nghiệm đang gây những tranh cãi. Theo Hội đồng Đạo đức Sinh học Nuffield, khỉ được sử dụng vì não của chúng có chung các đặc điểm cấu trúc và chức năng với não người, nhưng "trong khi sự tương đồng này có những lợi thế về mặt khoa học, nó gây ra một số vấn đề nghiêm trọng về mặt đạo đức, vì khả năng cao động vật linh trưởng phải chịu đựng những đau đớn như con người. " Một số cuộc phản đối công khai vào các cơ sở nghiên cứu động vật của các nhóm bảo vệ quyền động vật đã xảy ra vì các thí nghiệm trên khỉ vẫn diễn ra. Một số nhà nghiên cứu linh trưởng đã từ bỏ công việc của họ vì bị đe dọa hoặc bị tấn công. Con người được công nhận và được pháp luật bảo vệ bởi Tuyên ngôn Nhân quyền của Liên hợp quốc. Các loài linh trưởng không được công nhận là người ở hầu hết các quyền pháp lý, điều này đồng nghĩa với việc lợi ích cá nhân của chúng không được công nhận hoặc bảo vệ chính thức. Tình trạng của các loài khỉ hiện nay đang gây ra nhiều tranh cãi, đặc biệt là thông qua Dự án các loài vượn lớn, trong đó nêu lên rằng các loài vượn lớn (khỉ đột, đười ươi, tinh tinh, bonobos) cũng cần được công nhận địa vị pháp lí và được bảo vệ ba lợi ích cơ bản: quyền được sống, bảo vệ tự do cá nhân và cấm các hành vi tra tấn, ngược đãi. Việc sử dụng các loài khỉ cho thí nghiệm ở EU được quy định theo Chỉ thị 2010/63 / EU. Chỉ thị có hiệu lực kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2013. Chỉ thị cho phép sử dụng các loài khỉ nếu không có phương pháp thay thế nào khác. Việc thử nghiệm trên khỉ được phép dùng cho nghiên cứu cơ bản và đã được ứng dụng, thử nghiệm chất lượng và độ an toàn của thuốc, thực phẩm và các sản phẩm khác; và những nghiên cứu nhằm mục đích bảo tồn các loài động vật. Việc sử dụng các loài vượn thường không bị cấm, trừ khi người ta tin rằng các hành động này là cần thiết để bảo tồn động vật. Một sửa đổi vào năm 2013 đối với Đạo luật Phúc lợi Động vật của Đức, với các quy định đặc biệt dành cho khỉ, đã dẫn đến lệnh cấm gần như hoàn toàn đối với việc sử dụng vượn lớn làm động vật thí nghiệm. Lần cuối cùng loài vượn lớn được sử dụng trong các phòng thí nghiệm ở Đức là năm 1991. Hầu hết các loài khỉ được thí nghiệm là một trong ba loài khỉ macaca, chiếm 79% tổng số loài linh trưởng được sử dụng trong nghiên cứu ở Anh và 63% trong tổng số nghiên cứu do liên bang tài trợ cho các dự án sử dụng động vật linh trưởng ở Hoa Kỳ Một số lượng nhỏ khỉ đuôi sóc, khỉ tam thể, khỉ nhện, khỉ cú, khỉ vervet, khỉ sóc và khỉ đầu chó cũng được sử dụng ở Vương quốc Anh và Hoa Kỳ.Loài vượn lớn đã không được sử dụng ở Vương quốc Anh kể từ khi có lệnh cấm của chính phủ vào năm 1998. Tại Hoa Kỳ, các phòng thí nghiệm nghiên cứu sử dụng 1.133 con tinh tinh tính đến tháng 10 năm 2006. Hầu hết các loài linh trưởng được lai tạo có mục đích, trong khi một số bị bắt từ tự nhiên. Vào năm 2011, ở EU, 0,05% động vật được sử dụng trong quy trình thử nghiệm trên động vật là khỉ. Có những dấu hiệu cho thấy việc sử dụng khỉ cho thí nghiệm đang gia tăng ở một số quốc gia, một phần là do quỹ nghiên cứu y sinh ở Mỹ đã tăng hơn gấp đôi kể từ thập kỉ 1990. Năm 2000, Viện Sức khỏe Quốc gia đã xuất bản một báo cáo khuyến nghị rằng Hệ thống Trung tâm Nghiên cứu Linh trưởng Khu vực được đổi tên thành Hệ thống Trung tâm Nghiên cứu Linh trưởng Quốc gia và kêu gọi tăng số thí nghiệm trên khỉ cho các nhà nghiên cứu và tuyên bố rằng "các loài khỉ đóng vai trò rất quan trọng đối với một số nghiên cứu về y sinh và hành vi. Năm 2013, số liệu của Bộ Nội vụ Anh cho thấy số lượng động vật linh trưởng được sử dụng ở Anh là 2.440, giảm 32% so với 3.604 con vào năm 1993. Trong cùng thời điểm, số các thủ tục liên quan đến thí nghiệm trên khỉ đã giảm 29% (từ 4.994 xuống còn 3.569). Hiệp hội các nhà động vật học Hoa Kỳ cho biết hầu hết các loài khỉ trong phòng thí nghiệm ở Hoa Kỳ được lai tạo nội địa. Khoảng 12.000–15.000 con được nhập khẩu mỗi năm, đặc biệt là khỉ nâu macaca, khỉ sóc, khỉ cú và khỉ đầu chó. Khỉ được nhập khẩu từ Trung Quốc, Mauritius, Israel, Philippines và Peru. Trung Quốc đã xuất khẩu hơn 12.000 con khỉ để nghiên cứu vào năm 2001 (4.500 con sang Mỹ). Nguồn lớn thứ hai là Mauritius, từ đó 3.440 con khỉ đuôi dài cynomolgus được lai tạo có mục đích đã được xuất khẩu sang Hoa Kỳ vào năm 2001. Khỉ được sử dụng trong nghiên cứu về HIV, thần kinh, hành vi, nhận thức, sinh sản, bệnh Parkinson, đột quỵ, sốt rét, vi rút đường hô hấp, bệnh truyền nhiễm, di truyền, cấy ghép bệnh, lạm dụng thuốc, cũng như trong thử nghiệm vắc xin và thuốc. Theo Hiệp hội Nhân đạo của Hoa Kỳ, tinh tinh thường được sử dụng nhiều nhất trong nghiên cứu viêm gan và khỉ được sử dụng trong nghiên cứu về virut gây suy giảm hệ miễn dịch ở khỉ (SIV). Động vật được sử dụng trong các nghiên cứu về bệnh viêm gan và SIV thường được nhốt một mình. Một trong những nhược điểm của việc sử dụng khỉ để thí nghiệm là chúng có thể khó để quản lý và phải sử dụng nhiều phương pháp kiềm chế vật lý khác nhau. "Nhiều báo cáo đã chứng minh rằng các khỉ có thể dễ dàng được huấn luyện để hợp tác hơn là phản kháng trong các quy trình xử lý thông thường như bắt giữ, chích tĩnh mạch, tiêm thuốc và kiểm tra thú y. Động vật hợp tác không cho thấy có dấu hiệu đau đớn về hành vi và sinh lý. " Vào những năm 1940, Jonas Salk đã sử dụng các nghiên cứu về sự lây nhiễm chéo của khỉ nâu để phân ra ba dạng của vi rút bại liệt đã làm hàng trăm nghìn người trên thế giới bị nhiễm hàng năm. Nhóm của Salk đã tạo ra một loại vắc-xin chống lại các chủng bệnh bại liệt trong nuôi cấy tế bào của tế bào thận của khỉ xanh Châu Phi. Vắc-xin này được sản xuất rộng rãi vào năm 1955, và làm giảm 15 lần tỷ lệ mắc bệnh bại liệt ở Hoa Kỳ trong 5 năm sau đó. Các mô hình khỉ nhiễm bệnh AIDS, sử dụng HIV-2, SHIV và SIV trên khỉ macaca, đã được sử dụng như một phần bổ sung cho các nỗ lực nghiên cứu chống lại vi rút. Thuốc tenofovir đã được đánh giá về hiệu quả và độc tính trên khỉ, và nhận thấy phương pháp điều trị liều cao kéo dài không có tác dụng phụ khi điều trị liều cao ngắn hạn, sau đó điều trị liều thấp dài hạn. Phát hiện này ở khỉ đã được chuyển thành phác đồ dùng thuốc cho người. Sự lây truyền từ mẹ sang thai nhi và dự phòng cho thai nhi bằng thuốc kháng vi-rút như tenofovir và AZT, đã được đánh giá trong thử nghiệm kiểm soát ở khỉ không thể thực hiện ở người và kiến thức này đã hướng dẫn điều trị kháng vi-rút ở những bà mẹ mang thai nhiễm HIV. "Việc so sánh và tương quan giữa các kết quả thu được trong các nghiên cứu trên khỉ và người đang dẫn đến việc xác nhận và công nhận mức độ phù hợp của mô hình động vật ngày càng tăng. Mặc dù mỗi mô hình động vật có những hạn chế của nó, các nghiên cứu thuốc được thiết kế cẩn thận trên khỉ có thể tiếp tục nâng cao kiến thức khoa học của chúng ta và hướng dẫn các thử nghiệm lâm sàng trong tương lai. "