病例对照研究是一种常用的流行病学研究设计，旨在研究疾病的发病率、危险因素和预后等方面。
该研究设计与人群队列研究、横断面研究和实验研究并称为流行病学研究四种基本设计。
病例对照研究的设计特点在于：先有结局（如疾病），再回溯去找到导致该结局的暴露因素。病例对照研究最大的优点是能够研究罕见病的危险因素，如果要研究罕见病的危险因素，仅从一种病人很难得到结论，此时进行病例对照研究会更准确。
病例对照研究也有其局限性，对偏倚的控制不足，而病例对照研究中控制偏倚所需要的信息比较多，就要依靠大力收集。
病例对照研究对于疾病发病机制的研究有着举足轻重的地位。这种研究设计的巧妙在于，将有相似症状的病例及其他条件与之相似的非病例（对照组）相对比。病例对照研究允许研究人员验证关于某种疾病的假说，建立机制的假说、识别危险因素，以及为随后进行实验和干预研究提供发展方向。