Eksperyment naturalny – badanie, w którym jednostki (lub grupy jednostek) są narażone na warunki eksperymentalne i kontrolne, które są określone przez naturę lub przez inne czynniki poza kontrolą badaczy. Mechanizm regulujący ekspozycję można porównać do losowego przydziału. Eksperymenty naturalne są badaniami obserwacyjnymi, ponieważ nie są eksperymentami losowymi w ścisłym sensie (nie są badaniami interwencyjnymi). Eksperymenty naturalne są najbardziej użyteczne wtedy, gdy występuje wyraźnie określona ekspozycja lub interwencja oddziałująca na jasno zdefiniowaną grupę badanych, podczas gdy porównywalna grupa pozostaje nią nieobjęta. Taka konfiguracja umożliwia wiarygodne przypisanie zaobserwowanych różnic w wynikach właśnie tej ekspozycji lub interwencji. Kluczowa różnica między eksperymentem naturalnym a klasycznym badaniem obserwacyjnym polega więc na tym, że eksperyment naturalny wykorzystuje warunki sprzyjające wnioskowaniu przyczynowemu, podczas gdy badania czysto obserwacyjne takich warunków nie zapewniają.