Корелацията предполага връзка между две променливи. Причинността показва, че една променлива пряко влияе на промяна в другата. Въпреки че корелацията може да предполага причинно-следствена връзка, това е различно от причинно-следствената връзка. Например, ако изследване разкрие положителна връзка между щастието и бездетието, това не означава, че децата причиняват нещастие. Всъщност корелациите може да са съвсем случайни, като например ниския ръст на Наполеон и възхода му на власт. За разлика от това, ако експериментът покаже, че предсказуем резултат греши в резултат на манипулация на определена променлива изследователите са по-уверени в причинно-следствената връзка, което също означава корелация.
Статистическите тестове измерват вероятността корелацията да се дължи на случайност или неслучайна асоциация. Знанието, че съществува статистически значима връзка между променливите, е полезно в много отношения. Например маркетинговите изследователи разглеждат корелацията между рекламните усилия и продажбите. Фермерите преценяват връзката между употребата на пестициди и добива. Социалните учени изучават корелацията между нивата на бедност и престъпността, за да идентифицират стратегиите за намеса. Корелациите също могат да бъдат отрицателни по посока, като например увеличаване на цените на хранителните стоки, когато предлагането на храни спада по време на суша.
Ако вятърът събори дърво, това е причина и следствие. Други причинно-следствени връзки са по-сложни. Например, когато учените виждат обещаващи резултати от прилагането на ново лекарство в опити с хора, те трябва да бъдат определено лекарството причинява промяната, а не други фактори, като промяна на диетата на участниците или начин на живот. Доказателствата трябва да са убедителни, за да се декларира причинно-следствената връзка. Недостатъчните доказателства могат да доведат до неверни твърдения за лечение и погрешни вярвания относно причините. По време на Средновековието започнал лов на вещици, защото селяните приписвали глад и страдания на присъствието на магьосничество.