El estudio retrospectivo se puede definir de varias formas diferentes. A menudo se ve como una «mirada hacia atrás en el tiempo» para determinar los factores causales, pero la forma en que se seleccionan los datos del estudio o los participantes puede variar mucho. Por ejemplo, una auditoría de gráficos podría ser una forma de estudio retrospectivo, en el que todas las personas elegidas eran aquellas que tenían alguna enfermedad u otro factor en común. Alternativamente, un estudio podría analizar las muertes de varias personas y tratar de determinar retrospectivamente la causa. En cualquier caso, este no puede ser un estudio doble ciego o bien seleccionado porque el estudio no se diseñó antes de que ocurrieran los eventos.
La auditoría de gráficos es un buen ejemplo de un estudio retrospectivo porque intenta recopilar información sobre eventos que ocurrieron y determinar si surge un patrón de problemas en el tratamiento médico. Estas auditorías no implican necesariamente ninguna interacción con los pacientes, pero pueden incluir entrevistas con trabajadores médicos. Dichos estudios podrían intentar encontrar la causa de infecciones continuas, alta incidencia de enfermedades, baja tasa de satisfacción del paciente o muchas otras cosas, y lo hacen analizando lo que revelan las historias clínicas y buscando más datos.
En algunos casos, es muy fácil que una auditoría de gráficos proporcione información concluyente sobre las cosas. Por ejemplo, si un médico en un hospital no anota las alergias a los medicamentos y hay un aumento repentino de las respuestas anafilácticas en los pacientes, puede quedar bastante claro dónde radica el problema. A veces, el asunto no es tan simple, como el aumento repentino en puntos porcentuales de muertes hospitalarias. Puede que no siempre sea posible concluir a partir de datos del pasado si estos están relacionados, y las respuestas pueden ser más hipótesis que conclusiones verdaderas debido a información inadecuada. Los misterios pueden seguir siendo misterios porque el experimento fue diseñado después de los hechos.
Con muchas otras formas de estudio retrospectivo, esta es una de las caídas. Dado que el evento ya ocurrió, ha creado su propio grupo de participantes de una manera menos que científica. Es imposible aplicar rigurosamente las mismas pruebas de los participantes del estudio para asegurarse de que no haya grandes variables en los participantes que estropeen o difuminen los resultados de los datos. Esto no significa que el estudio retrospectivo no valga la pena, pero puede significar que las conclusiones extraídas de él sean menos científicas o estén más sujetas a escrutinio.
Por otro lado, algunos estudios siempre deben ser retrospectivos. Por ejemplo, aquellos que intentan determinar la causa de los defectos cardíacos identificarían solo a las personas que los padecen y recurrirían a ese grupo para evaluar la causa. Esto también se denomina estudio de casos y controles y, a veces, los investigadores desarrollarían un segundo grupo de participantes del estudio que no tenían defectos cardíacos y harían el mismo tipo de preguntas o realizarían las mismas pruebas en ambos grupos. Esto permitiría comparar los datos, que si se encuentran idénticos, claramente no indicarían una facción causal en particular.
El estudio de casos y controles sigue siendo un estudio retrospectivo o retrospectivo porque los participantes son aquellos con un resultado específico que ya ha ocurrido. En cierto modo, este es en realidad un control mayor que realizar una encuesta aleatoria a personas que podrían tener defectos cardíacos. El estudio de casos y controles podría mostrar cualquier característica en la cantidad común de aquellos con defectos cardíacos y, por lo tanto, se podrían sacar conclusiones sobre su causa, si se evalúan los factores correctos o se hacen las preguntas correctas.