Et naturlig eksperiment er en empirisk eller observasjonsstudie der kontroll- og eksperimentelle variabler av interesse ikke er kunstig manipulert av forskere, men i stedet tillatt å bli påvirket av naturen eller faktorer utenfor forskernes styre. I motsetning til tradisjonelle randomiserte eksperimenter, naturlige eksperimenter er ikke kontrollert av forskere, men heller observert og analysert.
Så hvis naturlige eksperimenter ikke blir kontrollert, men heller observert av forskere, hva er det da for å skille dem fra rent observasjonsstudier? Svaret er at naturlige eksperimenter fremdeles følger de viktigste prinsippene for eksperimentell studie. Naturlige eksperimenter er mest effektive når de etterligner så nært som mulig eksistensen av test- og kontrollgrupper av kontrollerte eksperimenter, det vil si at det er en tydelig definert eksponering for en eller annen tilstand i en klart definert populasjon og fraværet av denne eksponeringen i en annen lignende populasjon for sammenligning. Når slike grupper er til stede, sies prosessene bak naturlige eksperimenter å ligne på randomisering selv når forskere ikke blander seg inn.
Under disse forholdene kan observerte utfall fra naturlige eksperimenter muligvis godskrives eksponering som betyr at det er noen grunn til å tro på en årsakssammenheng i motsetning til enkel sammenheng. Det er dette kjennetegnet ved naturlige eksperimenter - den effektive sammenligningen som gjør sak for eksistensen av en årsakssammenheng - som skiller naturlige eksperimenter fra rent ikke-eksperimentell observasjon studier. Men det er ikke å si at naturlige eksperimenter ikke er uten deres kritikere og valideringsvansker. I praksis er omstendighetene rundt et naturlig eksperiment ofte komplekse, og observasjonene deres vil aldri utvetydig bevise årsakssammenheng. I stedet gir de en viktig inferensiell metode der forskere kan samle informasjon om et forskningsspørsmål som data ellers ikke kan være tilgjengelige på.
I samfunnsvitenskapene, spesielt økonomi, er den dyre art og begrensninger tradisjonelt kontrollert eksperimenter med mennesker er lenge blitt anerkjent som en begrensning for utviklingen og fremdriften av felt. Som sådan gir naturlige eksperimenter en sjelden testplass for økonomer og deres kolleger. Naturlige eksperimenter blir brukt når slik kontrollert eksperimentering ville være for vanskelig, kostbar eller uetisk som tilfellet er med mange menneskelige eksperimenter. Mulighetene for naturlig eksperimentering er av største betydning for fag som epidemiologi eller studier av helse- og sykdomsforhold i definerte populasjoner der eksperimentell studie vil være problematisk, for å si det mildt. Men naturlige eksperimenter blir også brukt av forskere innen økonomi til å studere ellers vanskelige å prøve forsøkspersoner og er ofte mulig når det er noen endringer i lov, politikk eller praksis i et definert rom som en nasjon, jurisdiksjon eller til og med sosial gruppe. Noen eksempler på spørsmål om økonomiforskning som er studert gjennom naturlig eksperimenter inkluderer: