מתאם מציע קשר בין שני משתנים. סיבתיות מראה שמשתנה אחד משפיע ישירות על שינוי בשני. למרות שמתאם עשוי לרמוז על סיבתיות, זה שונה מיחסי סיבה ותוצאה. לדוגמא, אם מחקר מגלה מתאם חיובי בין אושר לבין חוסר ילדים, אין זה אומר שילדים גורמים לאומללות. למעשה, המתאמים עשויים להיות מקריים לחלוטין, כמו קומתו הנמוכה של נפוליאון ועלייתו לשלטון. לעומת זאת, אם ניסוי מראה שתוצאה צפויה נובעת מכישלון ממניפולציה של משתנה מסוים, החוקרים בטוחים יותר בסיבתיות, מה שמציין גם מתאם.
מבחנים סטטיסטיים מודדים את ההסתברות האם המתאם נובע מקריות או מקשר לא אקראי. הידיעה שקיים קשר מובהק סטטיסטית בין משתנים מועילה מבחינות רבות. לדוגמא, חוקרי שיווק בוחנים מתאם בין מאמצי פרסום למכירות. החקלאים שופטים את המתאם בין שימוש בחומרי הדברה לבין יבול היבול. מדעני החברה חוקרים קשרים בין שיעורי העוני לפשע כדי לזהות אסטרטגיות התערבות. המתאמים יכולים להיות גם שליליים בכיוון, כגון עליית מחירי המכולת כאשר אספקת המזון צונחת במהלך בצורת.
אם רוח מפילה עץ, זו סיבה ותוצאה. יחסי סיבתיות אחרים מורכבים יותר. לדוגמא, כאשר מדענים רואים תוצאות מבטיחות ממתן תרופה חדשה בניסויים בבני אדם, הם חייבים להיות כאלה בטוח שהתרופה גורמת לשינוי, ולא גורמים אחרים, כגון שינוי תזונת המשתתפים או סגנון חיים. הראיות חייבות להכריח להכריז על סיבתיות. ראיות לא מספקות יכולות להוביל לטענות כוזבות של תרופות ואמונות מוטעות לגבי סיבות. בימי הביניים נוצר ציד מכשפות משום שתושבי הכפר ייחסו רעב וסבל לנוכחות כישוף.