Onderzoek binnen de Universiteit Utrecht en het UMC Utrecht is vooral gericht op beter begrip van de werking van het levend organisme, om ziekte of andere schade te kunnen voorkomen of behandelen. In veel gevallen is een groot deel van het onderzoek mogelijk zonder dieren, maar moeten de resultaten uiteindelijk in een levend dier worden geverifieerd, om onvoorziene effecten in een levend organisme te kunnen bestuderen.
Daarnaast zijn er nog proefdieren nodig voor onderwijs (o.a. voor het oefenen van vaardigheden), binnen zowel de menselijke geneeskunde als de diergeneeskunde. Ook hier worden al veel proefdiervrije middelen gebruikt, zoals bijvoorbeeld een fietsband als namaakhuid om te leren hechten, geplastineerde dode proefdieren voor het onderwijs over de ligging van organen, en nepkoeien en -paarden met computersimulatie (Haptic Cow en Haptic Horse) om inwendig onderzoek bij deze dieren te oefenen. Om het gebruik van proefdieren zoveel mogelijk te beperken, worden bij de beide instellingen in alle fases van het onderzoek de 3 V’s toegepast: Vermindering (van het aantal proefdieren), Verfijning (zodat er minder ongerief is) en Vervanging (van de dierproef door een proef zonder dieren of met dieren die er minder last van hebben). Het stimuleren van deze methoden vindt onder andere plaats vanuit het 3Rs-Centre ULS van de Universiteit Utrecht.