ไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์เป็นประเด็นถกเถียงในการวิจัยสัตว์มาหลายปีแล้ว แม้ว่าจะคิดเป็นสัดส่วนน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของสัตว์ทดลองทั้งหมดก็ตาม^{[ 12 ] [ 13 ]} ในเดือนสิงหาคม 2016 เพื่อตอบโต้คำวิจารณ์จากกลุ่มสิทธิสัตว์ เอกสารไวท์เปเปอร์ที่เขียนร่วมกันโดยกลุ่มวิทยาศาสตร์ชั้นนำเก้ากลุ่มและมีชื่อว่า " บทบาทสำคัญของไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์ในการวิจัยทางการแพทย์" ซึ่งเก็บถาวรไว้เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2022 ในWayback Machineได้ถูกเผยแพร่^{[ 14 ]} เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับมนุษย์อย่างเหลือเชื่อ ไพรเมต เช่น ลิงแรซัสและชิมแปนซี จนกระทั่งสถาบันสุขภาพแห่งชาติยุติการให้ทุนสนับสนุนการวิจัยชิมแปนซี^{[ 15 ]}ได้มีส่วนช่วยอย่างมากในหลายด้านของการแพทย์ ความก้าวหน้าเฉพาะบางอย่าง ตามเอกสารไวท์เปเปอร์ ได้แก่ การพัฒนาวัคซีน MMRการรักษาโรคเรื้อนยาต้านไวรัสเอชไอวีวัคซีนป้องกันไวรัสตับอักเสบ Bและการปรับปรุงการรักษาโรคมะเร็ง^{[ 16 ] [ 17 ]} หนึ่งในความก้าวหน้าล่าสุดคือการพัฒนาวัคซีนที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อต่อต้านไวรัสซิกาซึ่งควรจะสามารถปกป้องทั้งคนและลิงที่เสี่ยงต่อการติดเชื้อมากที่สุดได้ในเร็ววัน^{[ 18 ]}

สุนัขถูกนำมาใช้ในการวิจัยมานานหลายทศวรรษและมีประโยชน์อย่างมากในการรักษาโรคต่างๆ ทั้งในมนุษย์และสุนัข สุนัขเป็นโรคต่างๆ มากมายเช่นเดียวกับมนุษย์ ตั้งแต่โรคหัวใจไปจนถึงมะเร็ง และพวกมันก็สัมผัสกับสภาพแวดล้อมเดียวกันกับมนุษย์ การวิจัยเกี่ยวกับสุนัขนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญหลายอย่าง เช่น การผ่าตัดเปลี่ยนข้อสะโพกการพัฒนายารักษามะเร็ง และการวิจัยเกี่ยวกับเซลล์ต้นกำเนิดโรคเบาหวานและโรคอัลไซเมอร์ [ ^{19 ] การ} รักษาโรคพยาธิหัวใจพยาธิ และวัคซีนป้องกันพาร์โวไวรัสโรคพิษสุนัขบ้าและโรคไข้หัดสุนัขก็ได้มาจากการใช้สุนัขเป็นแบบจำลองเช่นกัน^{[ 13 ]}

เช่นเดียวกับสุนัข แมวก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างมากในการพัฒนาวิธีการรักษาโรคทั้งในมนุษย์และแมว แมวเป็นสัตว์ทดลองหลักในการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับโรคทางระบบประสาท ระบบหัวใจและหลอดเลือด ระบบทางเดินหายใจ และระบบภูมิคุ้มกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แมวเป็นแบบจำลองที่มีค่าสำหรับการทำความเข้าใจการทำงานของเซลล์ประสาทการส่งผ่านสารเคมีของกระแสประสาท และการจัดระเบียบการทำงานของสมอง นักประสาทวิทยาที่ศึกษาแมวได้จัดทำแผนที่วงจรของเปลือกกระดูกสันหลัง ซึ่งเผยให้เห็นเส้นทางหลักที่ส่งสัญญาณจากดวงตาไปยังสมอง^{[ 20 ]} แมวยังมีคุณค่าอย่างยิ่งในการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งเต้านมทั้งในแมวและมนุษย์^{[ 20 ]}โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวในแมวเคยเป็นหนึ่งในโรคที่คร่าชีวิตแมวบ่อยที่สุด และประมาณ 85% เสียชีวิตภายในสามปีหลังจากการวินิจฉัย อย่างไรก็ตาม ด้วยความช่วยเหลือจากแมว นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวัคซีนสำหรับโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวในแมว

ในสหรัฐอเมริกา จำนวนหนูและหนูทดลองที่ใช้ในการวิจัยสัตว์มีประมาณ 20 ล้านตัวต่อปี หรือคิดเป็น 95% ของจำนวนสัตว์ทดลองทั้งหมด^{[ 4 ] [ 12 ]} สัตว์ฟันแทะชนิดอื่นที่นิยมใช้ ได้แก่ หนูตะเภา หนูแฮมสเตอร์ และหนูเจอร์บิล หนูเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังที่นิยมใช้มากที่สุด เนื่องจากขนาด ราคาถูก จัดการง่าย และมีอัตราการสืบพันธุ์เร็ว^{[ 21 ]} หนูยังมีจีโนมที่คล้ายคลึงกับจีโนมของมนุษย์มาก ความคล้ายคลึงนี้ทำให้นักวิจัยสามารถจำลองโรคของมนุษย์ เช่น มะเร็งเต้านม ในหนู เพื่อทำความเข้าใจว่ายีนมีผลต่อการพัฒนาของโรคอย่างไร^{[ 13 ]} มูลนิธิฯ สนับสนุนการดูแลและการรักษาสัตว์ที่มีคุณภาพสูงสุด โดยระบุว่าการใช้สัตว์ในการวิจัยเป็นสิทธิพิเศษ และสัตว์สมควรได้รับความเคารพและการดูแลที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้