Ett naturligt experiment är en empirisk eller observationsstudie där kontrollen och de experimentella variablerna av intresse inte artificiellt manipuleras av forskare utan istället får påverkas av naturen eller faktorer utanför forskarnas kontroll. Till skillnad från traditionella randomiserade experiment kontrolleras inte naturliga experiment av forskare utan observeras och analyseras snarare.
Så om naturliga experiment inte kontrolleras utan snarare observeras av forskare, vad finns det för att skilja dem från rent observationsstudier? Svaret är att naturliga experiment fortfarande följer de primära principerna för experimentell studie. Naturliga experiment är mest effektiva när de efterliknar så nära som möjligt förekomsten av test- och kontrollgrupper av kontrollerade experiment, det vill säga att det finns en tydligt definierad exponering för något tillstånd i en tydligt definierad population och frånvaron av den exponeringen i en annan liknande population för jämförelse. När sådana grupper finns, sägs processerna bakom naturliga experiment likna randomisering även när forskare inte stör.
Under dessa förhållanden kan observerade resultat av naturliga experiment möjligen krediteras exponeringen vilket innebär att det finns någon anledning till tro på ett kausalt samband i motsats till enkel korrelation. Det är detta kännetecken för naturliga experiment - den effektiva jämförelsen som gör att det finns ett orsakssamband - som skiljer naturliga experiment från rent icke-experimentella observationsstudier. Men det är inte att säga att naturliga experiment inte är utan deras kritiker och valideringssvårigheter. I praktiken är omständigheterna kring ett naturligt experiment ofta komplexa och deras iakttagelser kommer aldrig entydigt att bevisa orsakssamband. Istället tillhandahåller de en viktig inferensiell metod genom vilken forskare kan samla information om en forskningsfråga som data annars inte kan finnas tillgängliga på.
Inom samhällsvetenskapen, särskilt ekonomi, har den dyra karaktären och begränsningarna i traditionellt kontrollerade experiment med mänskliga ämnen länge erkänts som en begränsning för fältets utveckling och framsteg. Som sådana ger naturliga experiment en sällsynt testplats för ekonomer och deras kollegor. Naturliga experiment används när sådant kontrollerat experiment skulle vara för svårt, dyrt eller oetiskt som är fallet med många mänskliga experiment. Möjligheterna för naturliga experiment är av yttersta vikt för ämnen som epidemiologi eller studier av hälsa och sjukdomstillstånd i definierade populationer där experimentell studie skulle vara problematiskt, för att säga det sämst. Men naturliga experiment används också av forskare inom området ekonomi för att studera annars svåra att testa ämnen och är ofta möjliga när det sker någon förändring i lag, politik eller praxis i ett definierat utrymme som en nation, jurisdiktion eller till och med social grupp . Några exempel på frågor om ekonomiforskning som har studerats genom naturliga experiment inkluderar: