İki veya daha fazla popülasyonun ortalamalarının birbiri ile karşılaştırılmalarını ve istatistiksel olarak anlamlı olup olmadığını ortaya çıkaran bu iki yöntem birbirine oldukça benzer gözükse de uygulanma yöntemleri açısından birbirinden ayrılmaktadır.

İki yöntem de bir bağımlı değişkeni tahmin etse de, ANOVA bu değişkeni bir veya daha fazla bağımsız kategorik değişken (bu durumda İki Yönlü ANOVA) ile tahmin eder. Faktörlerin iki veya daha fazla seviyesi olabilir. Diğer yandan regresyon, bağımlı değişkeni bir veya daha fazla numerik bağımsız değişken ile tahmin eder. Eğer tahmin edici değişken yaş grubu veya cinsiyet gibi kategorik görünümde ise, bunu geçici değişken (dummy variable) ekleyerek model uygulanır.

İki teknikte de hipotezin kabul edilip edilmeyeceği F istatistiğinden yararlanılarak karar verilse de popülasyon farklılıkları iki testte birbiri ile aynı çıkmaz. Bir örnek ile açıklayalım;

Bir okuldaki öğrencilerin uygulamalı bir basketbol sınavındaki başarısına kilo oranlarının ve cinsiyetlerinin etkisini ölçtüğümüzü düşünelim. Sınavda en az başarılı kabul edilen 1 puandan en başarılı 20 puana kadar olan sürekli bir değişkeni; zayıf, normal ve şişman olmak üzere üç seviyede kilo oranını ve öğrencinin cinsiyetini bağımsız değişken ile etkisini tahmin etmeye çalışalım.

ANOVA yukarıda yazılı iki bağımsız değişkeni muhtemel etkileşim etkisini hesaba dâhil etmeden birbirini kontrol ederek test eder. Bu yöntem, öğrencinin kilo durumunun başarısına etkisini kadın ve erkek olmak üzere iki seviyeli değişken olan cinsiyete ortalayarak test eder. Aynı şekilde, cinsiyetin başarıya olan etkisini üç farklı kilo seviyesine ortalayarak test eder. Öğrencinin başarısı ile değişkenler arasında ilişki olduğunu öneren hipotezin kabul edilmesi için model reddedilmeyecek p değerleri altında yüksek F istatistiklerine sahip olmalıdır.

Regresyon ise kovaryet (Covariate) etkisi direkt ele alınarak öğrencinin kilo durumunun başarısına etkisini cinsiyet bağımsız değişkeni ve etkileşim etkisi kontrol edilerek ölçülür. Öğrencinin cinsiyetinin basketboldaki başarısına etkisi kilo seviyesi ve etkileşim etkisi kontrol edilerek ölçülür. Böylelikle bağımsız değişkenin bağımlı değişken üzerindeki etkisi ölçülürken diğer bağımlı değişken kontrol edilmiş olur ve etkileşim etkisi de (varsa) hesaplamaya dâhil edilmiş olur.

Görüldüğü üzere iki yöntem farklılıklar içermektedir ve sahip olunan verilerin yanı sıra çalışmanın veya deneyin amacına göre değerlendirilerek seçilmelidir.