El estudio de cohortes retrospectivo compara grupos de individuos que se parecen en muchos aspectos pero que difieren por una determinada característica (por ejemplo, las enfermeras que fuman y las que no fuman) en cuanto a un resultado concreto (como el cáncer de pulmón). Los datos sobre los eventos relevantes para cada individuo (la forma y el tiempo de exposición a un factor, el período latente y el momento de cualquier aparición posterior del resultado) se recogen de los registros existentes y pueden analizarse inmediatamente para determinar el riesgo relativo de la cohorte en comparación con el grupo de control.
Esto es fundamentalmente la misma metodología que la de un estudio de cohortes prospectivo, excepto que el estudio retrospectivo se realiza a posteriori, mirando hacia atrás. El estudio prospectivo mira hacia adelante, inscribiendo a pacientes no afectados por el resultado y observándolos para ver si el resultado se ha producido. Sin embargo, ambos tipos de estudios de cohortes comparten el mismo punto de partida (considerar los datos anteriores a la aparición del resultado). El primer objetivo sigue siendo establecer dos grupos -expuestos frente a no expuestos- que luego se evalúan retrospectivamente para establecer la secuencia temporal más probable de los acontecimientos que conducen al estado actual de la enfermedad tanto en el grupo expuesto como en el no expuesto.
Los estudios de cohortes retrospectivos requieren especial precaución porque los errores debidos a la confusión y al sesgo son más comunes que en los estudios prospectivos.