Có 3 thiết kế nghiên cứu: a. Trường hợp; b. Thực nghiệm; c. Thuần tập tương lai; "Giá trị suy luận căn nguyên" tùy vào thiết kế nghiên cứu sẽ tăng dần theo trình tự:

Giá trị suy luận căn nguyên (causal inference) đề cập đến khả năng xác định mối quan hệ nhân quả giữa một yếu tố (nguyên nhân) và một kết quả (hậu quả). Các thiết kế nghiên cứu khác nhau có khả năng suy luận căn nguyên khác nhau.

* Thực nghiệm: Thiết kế thực nghiệm, đặc biệt là các thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng (RCTs), được coi là tiêu chuẩn vàng để suy luận căn nguyên. Trong thiết kế này, nhà nghiên cứu chủ động can thiệp và kiểm soát các yếu tố, từ đó có thể xác định mối quan hệ nhân quả một cách mạnh mẽ nhất.
* Thuần tập tương lai: Nghiên cứu thuần tập tương lai theo dõi một nhóm người theo thời gian để xem liệu một yếu tố nguy cơ có liên quan đến kết quả hay không. Mặc dù có thể cho thấy mối liên hệ, nhưng khó loại trừ các yếu tố gây nhiễu khác, làm giảm khả năng suy luận căn nguyên.
* Thuần tập hồi cứu: Tương tự như thuần tập tương lai, nhưng dữ liệu được thu thập từ quá khứ, làm tăng nguy cơ sai lệch và khó khăn trong việc xác định trình tự thời gian giữa nguyên nhân và kết quả.
* Bệnh chứng: Nghiên cứu bệnh chứng so sánh những người có bệnh với những người không có bệnh để xem liệu có sự khác biệt về yếu tố nguy cơ hay không. Thiết kế này dễ bị sai lệch chọn mẫu và khó xác định trình tự thời gian, do đó khả năng suy luận căn nguyên thấp nhất.

Do đó, thiết kế thực nghiệm có giá trị suy luận căn nguyên cao nhất vì nó cho phép kiểm soát và can thiệp, giúp thiết lập mối quan hệ nhân quả mạnh mẽ hơn.

Giá trị suy luận căn nguyên (khả năng xác định mối quan hệ nhân quả) cao nhất trong thiết kế nghiên cứu thực nghiệm, sau đó đến nghiên cứu thuần tập và cuối cùng là nghiên cứu bệnh chứng. Nghiên cứu thực nghiệm có sự can thiệp của nhà nghiên cứu, cho phép kiểm soát các yếu tố gây nhiễu và xác định mối quan hệ nhân quả một cách chặt chẽ hơn. Nghiên cứu thuần tập theo dõi một nhóm người theo thời gian để xem ai mắc bệnh, ai không, cho phép xác định mối liên hệ giữa yếu tố phơi nhiễm và bệnh tật. Nghiên cứu bệnh chứng so sánh những người mắc bệnh với những người không mắc bệnh để tìm ra các yếu tố nguy cơ, nhưng khó xác định mối quan hệ nhân quả do tính hồi cứu.

Nghiên cứu bệnh chứng là một loại nghiên cứu phân tích, trong đó người ta so sánh một nhóm người mắc bệnh (ca bệnh) với một nhóm người không mắc bệnh (chứng) để tìm hiểu các yếu tố nguy cơ hoặc yếu tố bảo vệ liên quan đến bệnh. Nghiên cứu này nhằm mục đích xác định mối liên hệ giữa các yếu tố phơi nhiễm trong quá khứ và tình trạng bệnh hiện tại.

Nghiên cứu thuần tập (cohort study) là một loại nghiên cứu phân tích quan sát, trong đó một nhóm người (thuần tập) được xác định và theo dõi theo thời gian để xem ai phát triển bệnh hoặc kết quả quan tâm. Mục đích là để xác định các yếu tố nguy cơ hoặc yếu tố bảo vệ liên quan đến bệnh hoặc kết quả đó.

Nghiên cứu thuần tập hồi cứu là một loại nghiên cứu phân tích quan sát. Trong nghiên cứu này, người ta xác định một nhóm người (thuần tập) đã được theo dõi trong quá khứ và thu thập dữ liệu về các yếu tố nguy cơ và kết quả sức khỏe của họ. Sau đó, người ta phân tích mối liên quan giữa các yếu tố nguy cơ và kết quả sức khỏe. Do đó, nó thuộc về nghiên cứu phân tích.