Na podstawie analiz procesów biologicznych z wykorzystaniem kultur komórkowych lub tkankowych, które stanowią główny element badań in vitro (z łac. „w szkle”, sposób przeprowadzania doświadczeń, polegający na badaniu procesów biologicznych w warunkach sztucznych) , a następnie na podstawie obserwacji dokonanych na modelach zwierzęcych (badania in vivo – z łac. „na żywym”, badanie czynności żywego organizmu i zachodzących w nim procesów), opracowywane są techniki i narzędzia diagnostyczne i terapie stosowane u ludzi. W strategii bench-to-bedside etap doświadczeń wykonywanych na modelach zwierzęcych jest niezbędny. Stanowi on potwierdzenie skuteczności oraz weryfikuje założenia badawcze przyjętego sposobu leczenia.
Podstawą do wykorzystywania modeli zwierzęcych w badaniach jest to, że doświadczenia in vitro nie są w stanie oddać złożonych problemów całego organizmu, który może reagować różnie podczas testowania nowych terapii. Kultura komórkowa czy tkanka nie zobrazują w pełni procesu, który zachodzi w całym organizmie. Głównym celem dobrania odpowiedniego, zwierzęcego organizmu modelowego jest możliwość porównywania i odtworzenia badanych procesów biologicznych, które książkowo zachodzą podobnie, ale w praktyce mogą dać różne efekty. Dlatego pierwszym etapem testów np. nowych leków jest wykorzystanie małych ssaków (szczurów), a kolejnym dużych – np. świni domowej.
Dopiero, gdy otrzymane wyniki są zadawalające można przystąpić do testów klinicznych – badań prowadzonych na grupie pacjentów – ludziach. Niezależnie od przyjętej definicji i terminologii najważniejszym aspektem medycyny translacyjnej jest prowadzenie badań zgodnie z zasadami etycznymi i najwyższymi standardami oraz zachowaniem zasad dobrostanu zwierząt, a celem nadrzędnym jest ochrona zdrowia ludzi i zwierząt.