در سال ۱۹۷۱، فیلیپ زیمباردو روان‌شناس دانشگاه استنفورد و همکارانش تصمیم گرفتند تا با انجام یک آزمایش به مطالعه تاثیر زندانی شدن یا زندانبان شدن بپردازند. زیمباردو که قبلاً همکلاسی استنلی میلگرام (که به خاطر آزمایش فرمانبرداری بسیار معروف است) بود علاقه‌مند بود که پژوهش‌های میلگرام را توسعه دهد. او می‌خواست تاثیر متغیرهای موقعیتی بر روی رفتار انسان را مورد بررسی بیشتری قرار دهد.
پرسشی که برای پژوهشگران مطرح بود این بود که شرکت‌کنندگان در این آزمایش هنگامی که در محیط شبیه‌سازی شده زندان قرار می‌گیرند واکنش‌شان چه خواهد بود. به عبارت دیگر، آن‌گونه که خود زیمباردو در مصاحبه‌ای توضیح داد: «فرض کنید شرکت‌کنندگان همه از نظر روانی و جسمی سالم هستند و می‌دانند که باید مدتی را در یک محیط شبیه زندان بگذرانند و در این مدّت از برخی حقوق مدنی خود محروم خواهند شد. آیا این افراد «خوب» هنگامی که در آن محیط «بد» قرار گیرند همچنان خوب باقی خواهند ماند؟»

شرکت کنندگان در آزمایش
پژوهشگران در زیرزمین دانشکده روان‌شناسی دانشگاه استنفورد یک زندان ساختگی درست کردند و سپس ۲۴ نفر از دانشجویان دوره کارشناسی را برای ایفای نقش زندانی‌ها و زندانبان‌ها انتخاب کردند. آن‌ها از بین ۷۰ دانشجوی دواطلب انتخاب شده بودند و دارای هیچ سابقه مجرمانه و نیز مشکل عمده پزشکی نبودند. آن‌ها پذیرفته بودند که برای یک تا دو هفته در این آزمایش مشارکت کنند و در ازای آن روزی ۱۵ دلار دریافت کنند.

وضعیت زندان و قاعده بازی
زندانی که ساخته شده بود دارای سه سلول ۳*۲ متری بود. در هر سلّول سه زندانی نگاهداری می‌شد و برای هر یک از آن‌ها یک تختخواب تاشو در سلّول قرار داشت. اتاق دیگری که کنار سلّول‌ها قرار داشت در اختیار رئیس زندان و زندانبان‌ها بود. یک فضای خیلی کوچک به عنوان سلّول انفرادی و اتاق کوچک دیگری به عنوان حیاط زندان در نظر گرفته شده بود.
۲۴ شرکت کننده داوطلب به طور تصادفی در گروه زندانیان یا گروه زندانبانان جای داده شدند. زندانیان باید در طول دوره آزمایش، ۲۴ ساعته در سلّول باقی می‌ماندند. امّا زندانبانان باید در تیم‌های سه نفره در شیفت‌های ۸ ساعته کار می‌کردند. پس از پایان شیفت کاری، زندانبانان اجازه داشتند تا شیفت بعدی به خانه‌هایشان بروند.
پژوهشگران می‌توانستند از طریق دوربین‌‌ها و میکروفون‌های مخفی به مشاهده رفتار زندانیان و زندانبانان بپردازند.

نتایج آزمایش
با وجودی که در ابتدا قرار بود آزمایش زندان استنفورد ۱۴ روز طول بکشد امّا پس از ۶ روز به خاطر اتفاقاتی که برای دانشجویان شرکت کننده افتاد، متوقف گردید. زندانبانان، پرخاشگر و بددهن شدند و زندانیان شروع به نشان دادن علائم استرس و اضطراب حاد کردند.
با وجودی که زندانیان و زندانبانان اجازه داشتند که به هر طریقی که می‌خواهند با هم تعامل داشته باشند امّا تعاملات عموماً خصمانه و حتی غیرانسانی بود. زندانبانان شروع به رفتارهای پرخاشگرانه و توهین‌آمیز نسبت به زندانیان کردند و زندانیان منفعل و افسرده شدند. پنج نفر از زندانیان دچار هیجانات منفی شدید، شامل گریه و اضطراب شدید شدند به نحوی که پیش از پایان یافتن‌ آزمایش مرخص گشتند.
حتی پژوهشگران نیز شروع به از دست دادن دیدگاهشان نسبت به واقعیت وضعیت کردند. خود زیمباردو که به عنوان رئیس زندان عمل می‌کرد متوجه رفتار توهین‌آمیز زندانبانان نمی‌شد تا آن که یکی از همکارانش با صدای بلند نسبت به شرایط زندان و نقص اصول اخلاقی در صورت ادامه آزمایش اعتراض کرد.

پیام نتایج آزمایش
به گفته زیمباردو و همکارانش، آزمایش زندان استنفورد نشان داد که موقعیت چه نقش مهمی می‌تواند در رفتار انسان ایفا کند. زندانبانان که در موقعیت «قدرت» قرار داده شده بودند شروع به رفتارهایی کردند که به طور عادی در زندگی روزمره یا موقعیت‌های دیگر انجام نمی‌دادند. و زندانیان که در موقعیتی قرار داده شده بودند که کنترل واقعی بر شرایط‌شان نداشتند، افسرده و منفعل شدند.