De acordo com a Universidade do Novo México, um estudo causal examina uma causa e efeito entre as variáveis. A causalidade mostra uma relação direcional entre uma variável independente, ou interação entre variáveis independentes, e uma variável dependente. Os pesquisadores freqüentemente empregam métodos observacionais ou experimentais para derivar a causalidade.
Um estudo causal deve atender a certos critérios. De acordo com o Guia da Biblioteca da University of Southern California, um estudo causal contém "associação empírica", "ordem de tempo apropriada" e "não-espúria". Os pesquisadores devem usar métodos de pesquisa empírica para coletar dados, como por meio de observação e experimentação. Os pesquisadores devem expor a variável independente antes da variável dependente para mostrar a direção entre as variáveis. O último componente é para os pesquisadores assegurarem que variáveis estranhas não afetem a variável dependente; isso exige o uso de controles dentro do estudo. Os estudos causais devem mostrar uma correlação entre as variáveis; no entanto, uma correlação não é suficiente para mostrar a causalidade. Essas outras etapas são necessárias para mostrar a causalidade dentro do estudo.
Outras ferramentas ajudam os pesquisadores a criar um estudo causal. A atribuição aleatória e os controles aumentam a validade interna, que é a confiança de que um estudo causal não tem contaminação de variáveis estranhas. Os estudos causais concluem uma relação direcional, mas não verificam a relação, sem dúvida.