Η συσχέτιση προτείνει μια συσχέτιση μεταξύ δύο μεταβλητών. Η αιτιότητα δείχνει ότι η μία μεταβλητή επηρεάζει άμεσα μια αλλαγή στην άλλη. Αν και η συσχέτιση μπορεί να συνεπάγεται αιτιότητα, αυτό διαφέρει από τη σχέση αιτίου-αποτελέσματος. Για παράδειγμα, εάν μια μελέτη αποκαλύψει μια θετική συσχέτιση μεταξύ της ευτυχίας και του να είναι άτεκνος, δεν σημαίνει ότι τα παιδιά προκαλούν δυστυχία. Στην πραγματικότητα, οι συσχετίσεις μπορεί να είναι εντελώς συμπτωματικοί, όπως το κοντό ανάστημα του Ναπολέοντα και η άνοδος του στην εξουσία. Αντίθετα, εάν ένα πείραμα δείχνει ότι ένα προβλεπόμενο αποτέλεσμα προκύπτει από χειραγώγηση μιας συγκεκριμένης μεταβλητής, οι ερευνητές έχουν μεγαλύτερη αυτοπεποίθηση για την αιτιώδη συνάφεια, κάτι που σημαίνει επίσης συσχέτιση.
Οι στατιστικές δοκιμές μετρούν την πιθανότητα αν η συσχέτιση οφείλεται σε τυχαία ή μη τυχαία συσχέτιση. Η γνώση ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική σχέση μεταξύ των μεταβλητών είναι χρήσιμη με πολλούς τρόπους. Για παράδειγμα, οι ερευνητές μάρκετινγκ εξετάζουν συσχετισμούς μεταξύ διαφημιστικών προσπαθειών και πωλήσεων. Οι αγρότες κρίνουν τη σχέση μεταξύ της χρήσης φυτοφαρμάκων και της απόδοσης των καλλιεργειών. Οι κοινωνικοί επιστήμονες μελετούν τους συσχετισμούς μεταξύ της φτώχειας και των ποσοστών εγκληματικότητας για να προσδιορίσουν τις στρατηγικές παρέμβασης. Οι συσχετίσεις μπορεί επίσης να είναι αρνητικές προς την κατεύθυνση, όπως η αύξηση των τιμών των ειδών παντοπωλείου όταν η προσφορά τροφίμων μειώνεται κατά την ξηρασία.
Εάν ο άνεμος ανατρέψει ένα δέντρο, αυτό είναι το αίτιο και το αποτέλεσμα. Άλλες αιτιώδεις σχέσεις είναι πιο περίπλοκες. Για παράδειγμα, όταν οι επιστήμονες βλέπουν πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα από τη χορήγηση ενός νέου φαρμάκου σε ανθρώπινες δοκιμές, πρέπει να είναι ορισμένα φάρμακα προκαλούν την αλλαγή, όχι άλλους παράγοντες, όπως τροποποίηση της διατροφής των συμμετεχόντων ή ΤΡΟΠΟΣ ΖΩΗΣ. Τα στοιχεία πρέπει να είναι επιτακτικά για να δηλώσουν την αιτιότητα. Η ανεπαρκής απόδειξη μπορεί να οδηγήσει σε ψευδείς ισχυρισμούς για θεραπείες και εσφαλμένες πεποιθήσεις σχετικά με τις αιτίες. Κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα, ένα κυνήγι μαγισσών ακολούθησε επειδή οι χωρικοί απέδωσαν τον λιμό και τον πόνο στην παρουσία μαγείας.