Uno studio comparativo causale esamina la relazione tra una differenza esistente tra i membri di una popolazione e le possibili cause di tale differenza. Questo tipo di studio viene spesso condotto quando il ricercatore non è in grado di manipolare i fattori portando ad una differenza osservata.
Quando si cerca di stabilire una relazione di causa-effetto in uno studio comparativo causale, il ricercatore deve identificare due gruppi che sono simili in tutti i modi tranne che per la differenza studiata. Stabilire una relazione tra la causa e l'effetto implica l'uso dell'argomentazione logica e della persuasione. L'applicazione dell'analisi statistica è fortemente utilizzata in questi tipi di studi. Gli studi comparativi causali sono anche noti come studi ex post facto perché gli eventi dell'esperimento si sono già verificati prima che la ricerca venga condotta.
La validità dei risultati degli studi comparativi causali può essere difficile da giustificare a causa dell'incapacità del ricercatore di controllare la variabile indipendente. I ricercatori devono assicurarsi che i membri dei gruppi da studiare siano membri validi di quei gruppi. Affrontare altre differenze invalida la conclusione dello studio. Una volta analizzati i risultati degli studi comparativi causali, viene condotta una ricerca sperimentale per convalidare i risultati ogni volta che è possibile.