In een niet-gerandomiseerd klinisch onderzoek worden de deelnemers ingedeeld in een verschillende behandeling (of placebo) met gebruikmaking van een niet-willekeurige methode. De indeling wordt bepaald en beheerd door de onderzoeker. Niet-willekeurige indeling kan leiden tot vertekening van de resultaten van een onderzoek. In bovenstaande beschrijving is het niet-gerandomiseerde onderzoek een gecontroleerd onderzoek (armen waarin een interventie wordt uitgevoerd worden vergeleken met armen waarin andere interventies worden uitgevoerd of een placebo wordt gebruikt). Er zijn diverse andere onderzoeksopzetten die niet-willekeurig zijn, maar wel gecontroleerd. Deze omvatten prospectieve observationele onderzoeken.