Das deutsche Tierschutzgesetz definiert Tierversuche als Eingriffe oder Behandlungen an Tieren zu Versuchszwecken, wenn diese mit möglichen Schmerzen, Leiden oder Schäden verbunden sind. Dazu gehören auch genetische Veränderungen des Erbguts sowie die Zucht genetisch veränderter Tierlinien. Tierversuche dienen in erster Linie der Beantwortung wissenschaftlicher Fragestellungen. Diese betreffen insbesondere die Grundlagenforschung, die Untersuchung und Behandlung von Krankheiten bei Mensch und Tier sowie gesetzlich vorgeschriebene Sicherheits- und Verträglichkeitsprüfungen von Medikamenten und Chemikalien. Darüber hinaus gibt es Tierversuche, die nicht direkt mit einer wissenschaftlichen Fragestellung verbunden sind. Dazu zählen Eingriffe oder Behandlungen an lebenden Tieren für Aus-, Fort- und Weiterbildungszwecke, insbesondere in der versuchstierkundlichen Ausbildung und der Veterinärmedizin. Auch die Herstellung und Vermehrung von Stoffen oder Organismen, die für die Forschung benötigt werden – wie Antikörper oder Parasiten – fällt in diesen Bereich. Wird ein Tier ausschließlich für die Entnahme von Organen, Zellen oder Gewebe nach der Tötung genutzt, gilt dies laut Tierschutzgesetz nicht als Tierversuch.

Tierversuche dürfen ausschließlich von Personen geplant und durchgeführt werden, die über die notwendigen fachlichen Qualifikationen verfügen. Dazu gehören Wissenschaftler*innen aus den Agrarwissenschaften, Veterinär-, Human- und Zahnmedizin sowie Biologinnen mit Schwerpunkt Zoologie. Zusätzlich müssen sie einen behördlich anerkannten Sachkundenachweis durch spezialisierte Schulungen erbringen. Auch Personen mit einer qualifizierenden Ausbildung, wie biologisch-technische Assistentinnen oder Labortierpflegerinnen, können an Tierversuchen beteiligt sein, sofern sie über die erforderliche Sachkunde verfügen. Der Nachweis dieser Qualifikationen ist eine grundlegende Voraussetzung für die Genehmigung eines Tierversuchs und wird von den zuständigen Behörden überprüft.

Tierversuche dürfen nur durchgeführt werden, wenn sie von den zuständigen Behörden genehmigt wurden. Der Genehmigungsantrag ist umfangreich und umfasst bereits unausgefüllt mindestens zwölf Seiten. Wissenschaftler*innen müssen darin den geplanten Versuch wissenschaftlich und ethisch umfassend begründen. Dabei muss erläutert werden, welche neuen Erkenntnisse durch den Tierversuch gewonnen werden sollen, dass die Fragestellung neu ist und nicht bereits durch vorherige Tierversuche beantwortet wurde. Besonders wichtig ist der Nachweis, dass das Forschungsziel ausschließlich durch einen Tierversuch erreicht werden kann. Dies erfordert eine gründliche Vorbereitung und eine genaue Abwägung der möglichen Belastung für die Tiere. Im Sinne des 3R-Prinzips (Replacement, Reduction, Refinement) muss zudem nachgewiesen werden, dass der Versuch nicht durch alternative Methoden ersetzt werden kann (Replacement), die Anzahl der eingesetzten Tiere auf das notwendige Minimum reduziert wird (Reduction) und die Belastung der Tiere so gering wie möglich gehalten wird (Refinement). Zusätzlich gibt es sowohl auf nationaler als auch auf EU-Ebene detaillierte gesetzliche Vorgaben zur Haltung und Versorgung der Versuchstiere sowie zu den Anforderungen an Tierversuche in der agrarwissenschaftlichen Forschung.

Wenn Forscher*innen für ihre Untersuchungen zwingend auf Tierversuche angewiesen sind, stellen sie einen Genehmigungsantrag bei der zuständigen Behörde in ihrem Kreis, Bezirk oder Bundesland. Zu dem Antrag gehört auch ein Nachweis darüber, dass die technischen und personellen Voraussetzungen für das Vorhaben gegeben sind: Es muss genügend qualifizierte Mitarbeiter*innen am Institut sowie ausreichende Räume für die Haltung der Tiere geben. Außerdem muss dem Genehmigungsantrag eine Stellungnahme des Tierschutzbeauftragten beigefügt werden. Schon bevor der Antrag die Behörde erreicht, können so im Dialog zwischen Forscher*in und Tierschutzbeauftragtem auftretende Fragen geklärt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass der Antrag hohen Qualitätsansprüchen genügt, schon bevor er zur Genehmigung eingereicht wird. Die Genehmigungsbehörde überprüft dann, ob der Antrag vollständig und das Forschungsvorhaben nachvollziehbar sind. Dabei wird sie von einer unabhängigen beratenden Kommission unterstützt (§15 TierSchG). Mindestens ein Drittel der Kommissionsmitglieder*innen wird auf Vorschlag von Tierschutzorganisationen berufen. Die Kommission setzt sich darüber hinaus aus fachkundigen Tierärzt*innen, Ärzt*innen und Wissenschaftler*innen zusammen. Alle Mitglieder*innen übernehmen diese Aufgabe ehrenamtlich. Sie beraten die Genehmigungsbehörde bei der Entscheidung über einen Antrag, indem sie eine Empfehlung abgeben. Der Genehmigungsprozess soll laut Gesetz innerhalb von 40 Tagen abgeschlossen sein. Kommt die Behörde zu dem Schluss, dass alle Voraussetzungen erfüllt sind, genehmigt sie den Tierversuch. Das kann sowohl ohne als auch mit Auflagen geschehen (Änderung in der Anzahl der Tiere oder der Wahl der Methoden).

Jede Einrichtung und jeder Betrieb, die bzw. der Tierversuche durchführt, muss einen oder mehrere Tierschutzbeauftragte(n) sowie einen Tierschutzausschuss bestellen. Beide Instanzen sind verpflichtet, die jeweilige Institution insbesondere im Hinblick auf das Wohlergehen der Tiere zu beraten. Die Tierschutzbeauftragten sind ebenso verpflichtet, auf die Einhaltung von Vorschriften, Bedingungen und Auflagen im Interesse des Tierschutzes zu achten und zu jedem Antrag auf Genehmigung eines Versuchsvorhabens Stellung zu nehmen. So unterstützen sie die Wissenschaftler*innen bereits während der Vorbereitung für einen Antrag. Sie stehen für Fragen zur Verfügung und geben eine Rückmeldung, an welchen Stellen die Forscher*innen ihren Antrag gegebenenfalls inhaltlich und methodisch nachbessern müssen. Der Antrag wird dann gemeinsam mit der Stellungnahme an die zuständige Genehmigungsbehörde weitergeleitet. Während der Versuche bleiben die Tierschutzbeauftragten mit den Forscher*innen und Tierpfleger*innen in engem Kontakt, um auf Möglichkeiten der Verbesserung hinzuwirken. Die Tierschutzbeauftragten sind bei der Erfüllung ihrer Aufgaben weisungsfrei. Jeder Antrag auf ein Versuchsvorhaben wird von der genehmigenden Behörde, in Niedersachsen dem Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (Laves), geprüft. Die Behörde wird dabei von einer unabhängigen Kommission (sogenannte §15 TSchG Kommission) unterstützt. In Niedersachsen ist die genehmigende zugleich die kontrollierende Behörde. Kontrollen finden in der Regel mindestens einmal jährlich statt. Dabei werden sowohl aktuell laufende Versuchsvorhaben, die Tiere in der Haltung selbst als auch bereits beendete Vorhaben geprüft. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei allgemein auf der Dokumentation.

Für die tiergerechte Haltung von Versuchstieren gibt es strenge gesetzliche Vorgaben, unter anderem zur Raumgröße, Temperatur, Belüftung, Geräuschbelastung und Beleuchtung. Zudem muss die ständige Betreuung der Tiere durch geschultes Personal gewährleistet sein. Auf die Einhaltung der Vorschriften haben insbesondere die Tierschutzbeauftragten zu achten. Zusätzlich werden diese auch extern durch die zuständige Behörde (Laves) regelmäßig kontrolliert. Wissenschaftler*innen kommen mit der tiergerechten Haltung aber nicht allein gesetzlichen Vorschriften nach, sie haben darüber hinaus ein ureigenes Interesse, den Versuchstieren optimale Haltungsbedingungen zu bieten. Zum einen aus ethischen Gründen, zum anderen aus praktischen Gründen: Nur wenn die Tiere möglichst wenig Stress ausgesetzt sind und gut gepflegt werden, können die Forscher*innen aus ihren Versuchen aussagekräftige Ergebnisse ziehen. Zu einer tiergerechten Haltung gehört es auch, den Tieren eine Umgebung zu bieten, die auf ihre sozialen und psychologischen Bedürfnisse abgestimmt ist.