Чтобы результаты эксперимента можно было распространить на интересующую нас популяцию, выборка испытуемых должна быть репрезентативной. Эксперимент полного соответствия (неосуществимый на практике) потребовал бы участия в нем всей популяции. Внешнюю валидность эксперимента можно оценить потому, насколько близок к этой недостижимой цели метод отбора испытуемых. Хорошо представить популяцию в целом могла бы случайная выборка достаточно большого размера. Однако подходящие условия для такого выбора встречаются редко: часто исследуемая популяция целиком даже не существует в данный момент времени. Самым удачным из описанных исследований был в этом смысле эксперимент с мысленной тренировкой. Здесь можно было применить стратегию случайного выбора к популяции курсантов. Поскольку эксперимент проводился по схеме межгруппового сравнения с исследованием двух условий независимой переменной, использовались две случайные выборки. Здесь случайная стратегия применялась для отбора испытуемых, а не для распределения по группам, это имеет место, когда все имеющиеся в наличии люди должны участвовать в эксперименте. Эта схема называется схемой случайно отобранных групп.

Хотя для эксперимента с мысленной тренировкой было отобрано не очень много испытуемых, выборка успешно представляла изучаемую субпопуляцию, так как индивидуальные различия между курсантами были не слишком велики. Если же исследователь хочет распространить результаты эксперимента за пределы данной популяции, скажем, на курсантов следующих лет, то проблемы внешней валидности станут более серьезными. Возникнет вопрос о соответствии «уровней» субъектных характеристик изучаемой популяции и той популяции, к которой прилагаются полученные результаты.

Связь внешней и внутренней валидности была описана для экспериментов, в которых испытуемые отбираются из популяции. Если способ отбора испытуемых обеспечивает высокую внешнюю валидность (в отношении индивидуальных различий), то тем самым достигается достаточное подобие групп, т. е. повышается внутренняя валидность. Напротив, группы, хорошо уравненные между собой по индивидуальным характеристикам, могут не быть достаточно представительными для исследуемой популяции. Иначе говоря, высокая внутренняя валидность эксперимента не гарантирует его высокой внешней валидности. При использовании схемы индивидуального эксперимента связь между внешней и внутренней валидностью отсутствует, поскольку та и другая зависят от разных факторов.