Sind Wissenschaftler*innen bei ihrer Forschung auf Tierversuche angewiesen, müssen sie zunächst einen Antrag schreiben, in dem sie genau darlegen welche Versuche sie planen, welche Tierarten und wie viele Tiere sie für den Versuch einsetzen wollen und was nach dem Versuch mit den Tieren geschehen soll. Darüber hinaus muss nachgewiesen werden, dass alle technischen und personellen Voraussetzungen für den Versuch erfüllt sind. Besonders wichtig ist es, dass im Antrag genau erläutert wird, warum der Versuch ethisch gerechtfertigt ist, also die möglichen Schmerzen, Leiden oder Schäden des Tieres im Hinblick auf den zu erwartenden medizinischen Nutzen oder den Erkenntnisgewinn vertretbar sind. Außerdem muss dargelegt werden, dass die wissenschaftliche Fragestellung noch nicht beantwortet wurde, also der Tierversuch zu diesem Zweck nicht schon einmal durchgeführt wurde. Die Beachtung des 3R-Prinzips muss ebenfalls plausibel erkennbar sein. Der Versuch darf nur durchgeführt werden, wenn er durch keine Alternative ersetzbar ist (Replacement), es dürfen nur so viele Tiere eingesetzt werden, wie unbedingt nötig (Reduction) und den Tieren dürfen nur in dem Maße Schmerzen, Leiden oder Schäden zugefügt werde, wie es für den Versuchszweck absolut unerlässlich ist (Refinement).
Der Antrag wird zunächst an den Tierschutzausschuss übergeben. Der Tierschutzausschuss existiert in jedem wissenschaftlichen Institut, das mit Versuchstieren arbeitet und setzt sich aus Wissenschaftler*innen, Tierschutzbeauftragten und Tierpflege*innen zusammen. Das Gremium begutachtet den Antrag, klärt aufkommende Fragen im Dialog mit dem Forschenden und macht gegebenenfalls Verbesserungsvorschläge. Der überarbeitete Antrag wird danach mit einer Stellungnahme des Tierschutzbeauftragten an die zuständige Landesbehörde geschickt. Die Behörde tritt ebenfalls in Kontakt mit dem/der Wissenschaftler*in, um Fragen und Unklarheiten zu klären. Sie prüft den Antrag auf Vollständigkeit und Nachvollziehbarkeit des Forschungsvorhabens und wird dabei von einer unabhängigen Tierversuchskommission beraten. In dieser Kommission sind erfahrene Tierärzt*innen, Wissenschaftler *innen und Ärzt*innen sowie Mitglieder von Tierschutzorganisationen vertreten. Sie unterstützen die Behörde im Genehmigungsprozess und indem sie eine Empfehlung abgeben. Sind alle Voraussetzungen erfüllt, genehmigt die Behörde schließlich den Versuch. Dabei kann sie gegebenenfalls Auflagen erteilen wie zum Beispiel eine verringerte Anzahl der Tiere oder eine Änderung der Methodik.