Een natuurlijk experiment is een empirisch of observationeel onderzoek waarin de relevante controle- en experimentele variabelen niet kunstmatig worden gemanipuleerd door onderzoekers, maar in plaats daarvan mogen worden beïnvloed door de natuur of factoren buiten de controle van de onderzoekers. In tegenstelling tot traditionele gerandomiseerde experimenten, worden natuurlijke experimenten niet gecontroleerd door onderzoekers maar eerder waargenomen en geanalyseerd.
Dus als natuurlijke experimenten niet worden gecontroleerd, maar eerder worden waargenomen door onderzoekers, wat is er dan om ze te onderscheiden van puur observationele studies? Het antwoord is dat natuurlijke experimenten nog steeds de primaire principes van experimenteel onderzoek volgen. Natuurlijke experimenten zijn het meest effectief wanneer ze het bestaan van test- en controlegroepen van gecontroleerde experimenten zo dicht mogelijk nabootsen, dat wil zeggen dat er een duidelijk gedefinieerde blootstelling aan een bepaalde aandoening is in een duidelijk gedefinieerde populatie en de afwezigheid van die blootstelling in een andere vergelijkbare populatie ter vergelijking. Wanneer dergelijke groepen aanwezig zijn, wordt van de processen achter natuurlijke experimenten gezegd dat ze op randomisatie lijken, zelfs wanneer onderzoekers niet tussenbeide komen.
Onder deze omstandigheden kunnen waargenomen resultaten van natuurlijke experimenten mogelijk worden toegeschreven aan de blootstelling, wat betekent dat er enige reden is voor geloof in een oorzakelijk verband in tegenstelling tot eenvoudige correlatie. Het is dit kenmerk van natuurlijke experimenten - de effectieve vergelijking die pleit voor het bestaan van een oorzakelijk verband - dat natuurlijke experimenten onderscheidt van puur niet-experimentele observationele studies. Maar dat wil niet zeggen dat natuurlijke experimenten niet zonder hun critici en validatieproblemen zijn. In de praktijk zijn de omstandigheden rond een natuurlijk experiment vaak complex en zullen hun waarnemingen nooit ondubbelzinnig een oorzakelijk verband aantonen. In plaats daarvan bieden ze een belangrijke inferentiemethode waarmee onderzoekers informatie kunnen verzamelen over een onderzoeksvraag waarover anders misschien geen gegevens beschikbaar zouden zijn.
In de sociale wetenschappen, met name de economie, wordt het dure karakter en de beperkingen van traditioneel gecontroleerde experimenten met menselijke proefpersonen al lang erkend als een beperking voor de ontwikkeling en vooruitgang van het veld. Als zodanig bieden natuurlijke experimenten een zeldzame proeftuin voor economen en hun collega's. Natuurlijke experimenten worden gebruikt wanneer dergelijke gecontroleerde experimenten te moeilijk, duur of onethisch zouden zijn, zoals bij veel menselijke experimenten het geval is. Kansen voor natuurlijke experimenten zijn van het grootste belang voor onderwerpen als epidemiologie of de studie van gezondheid en ziekte in gedefinieerde populaties waarin experimentele studie op zijn zachtst gezegd problematisch zou zijn. Maar natuurlijke experimenten worden ook gebruikt door onderzoekers op het gebied van economie om anders moeilijk te testen proefpersonen te bestuderen en zijn vaak mogelijk wanneer er enige verandering is in de wet, het beleid of de praktijk in een gedefinieerde ruimte zoals een natie, rechtsgebied of zelfs sociale groep . Enkele voorbeelden van economische onderzoeksvragen die door natuurlijke experimenten zijn onderzocht, zijn onder meer: