ในสาขาวิทยาการระบาด การศึกษาแบบมีกลุ่มควบคุมเป็นรูปแบบหนึ่งของการศึกษาแบบสังเกตเป็นการศึกษาที่ไม่สุ่มจัดผู้ร่วมการทดลองให้อยู่ในกลุ่มทดลอง (เป็นกลุ่มที่รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษา) หรือกลุ่มควบคุมแต่ว่าจะมีการ "สังเกต" ผู้ร่วมการทดลองเพื่อที่จะกำหนดทั้งการได้รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษา ทั้งผลของการได้รับเงื่อนไขนั้นดังนั้น การได้รับเงื่อนไขหรือไม่ได้รับสำหรับผู้ร่วมการทดลองแต่ละคนจะไม่ได้กำหนดโดยผู้ทำการทดลอง

มีการนิยามคำว่า "case-control study" ว่า

ยกตัวอย่างเช่น ในการศึกษาที่พยายามจะแสดงว่า ผู้ที่สูบบุหรี่ (attribute) มีโอกาสที่จะรับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคมะเร็งปอด (outcome) มากกว่ากลุ่มทดลองก็คือกลุ่มผู้ที่มีโรคมะเร็งปอดและกลุ่มควบคุมก็คือกลุ่มผู้ที่ไม่มีโรคมะเร็งปอด (แต่ไม่จำเป็นต้องมีสุขภาพดี)โดยที่จะมีคนที่สูบบุหรี่อยู่ในทั้งสองกลุ่มถ้าอัตราการสูบบุหรี่ของกลุ่มทดลองสูงกว่ากลุ่มควบคุม นี้บอกเป็นนัยว่า สมมุติฐานนี้ถูกต้อง แม้ว่าจะยังไม่ใช่การสรุปว่าเป็นจริงอย่างเชื่อถือได้

การศึกษามีกลุ่มควบคุมมักจะเปรียบเทียบกับงานศึกษาตามรุ่น (cohort study) ที่ติดตามบุคคลที่รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษาหรือไม่ได้รับ จนกระทั่งเกิดผลที่เป็นประเด็นการศึกษา[6][7]

การเลือกกลุ่มควบคุม

บุคคลในกลุ่มควบคุมไม่จำเป็นต้องมีสุขภาพดี และการรวมคนป่วยเข้าในกลุ่มควบคุมบางครั้งเป็นความเหมาะสมเพราะว่า กลุ่มควบคุมควรจะเป็นตัวแทนของประชากรที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดโรค[8] บุคคลในกลุ่มควบคุมควรจะมาจากกลุ่มประชากรเดียวกับบุคคลในกลุ่มทดลอง และการเลือกคนในกลุ่มควบคุมควรจะเป็นอิสระจากการได้รับหรือไม่ได้รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษา[9]

กลุ่มควบคุมสามารถที่จะมีโรคเดียวกันกับกลุ่มทดลอง แต่ในระดับ/ความรุนแรงที่ต่างกัน และดังนั้น จึงมีผลที่ต่างไปจากผลที่เป็นประเด็นศึกษา (ซึ่งมีระดับ/ความรุนแรงอีกขั้นหนึ่ง)แต่ว่า เพราะว่า ความแตกต่างกันระหว่างผลของกลุ่มทดลองและผลของกลุ่มควบคุมมีน้อย ดังนั้นการตรวจจับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษาว่ามีโอกาสเป็นเหตุหรือไม่ ก็จะมีกำลังทางสถิติน้อยกว่า

โดยเหมือนกับการศึกษาของวิทยาการระบาดอื่น ๆ ยิ่งมีผู้ร่วมการทดลองมากเท่าไร ความน่าเชื่อถือของผลการทดลองก็มีเพิ่มยิ่งขึ้นจำนวนคนในกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมไม่จำเป็นต้องเท่ากันและจริง ๆ แล้ว ในหลาย ๆ สถานการณ์ การเกณฑ์หาคนเข้ากลุ่มควบคุมง่ายกว่าที่จะหาคนสำหรับกลุ่มทดลองการเพิ่มจำนวนบุคคลในกลุ่มควบคุมมากกว่ากลุ่มทดลอง จนกระทั่งถึงอัตราส่วน 4 ต่อ 1 อาจะเป็นวิธีเพิ่มคุณภาพของงานศึกษาโดยเป็นการใช้ทุนอย่างมีประสิทธิผล[8]