Um estudo comparativo causal examina a relação entre uma diferença que existe entre os membros de uma população e as possíveis causas dessa diferença. Este tipo de estudo geralmente é realizado quando o pesquisador é incapaz de manipular fatores levando a uma diferença observada.
Ao buscar estabelecer uma relação de causa e efeito em um estudo comparativo causal, o pesquisador deve identificar dois grupos que são semelhantes em todos os sentidos, exceto na diferença que está sendo estudada. Estabelecer uma relação entre a causa e o efeito envolve o uso de argumento lógico e persuasão. A aplicação da análise estatística é amplamente empregada nesses tipos de estudos. Os estudos comparativos causais também são conhecidos como estudos ex post facto porque os eventos do experimento já ocorreram antes de a pesquisa ser conduzida.
A validade dos resultados de estudos comparativos causais pode ser difícil de substanciar devido à incapacidade do pesquisador de controlar a variável independente. Os pesquisadores devem garantir que os membros dos grupos a serem estudados são membros válidos desses grupos. Ignorar outras diferenças invalida a conclusão do estudo. Uma vez que os resultados dos estudos comparativos causais são analisados, uma pesquisa experimental é conduzida para validar os resultados sempre que possível.