ในทางการแพทย์การศึกษาประวัติธรรมชาติคือการศึกษาที่ติดตามกลุ่มคนที่มีหรือมีความเสี่ยงที่จะเป็น โรคหรือภาวะ ทางการแพทย์ เฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่งเป็นระยะเวลานาน การศึกษาประวัติธรรมชาติจะรวบรวมข้อมูลสุขภาพในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อทำความเข้าใจว่าภาวะทางการแพทย์หรือโรคดังกล่าวพัฒนาไปอย่างไร และเพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการรักษาที่เป็นไปได้

โดยทั่วไปแล้ว มักมีการยื่นรายงานการศึกษาประวัติการดำเนินโรคตามธรรมชาติ (natural history study) ประกอบการยื่นขออนุมัติจากองค์การอาหารและยา (FDA)หรือหน่วยงานกำกับดูแลอื่นๆ เพื่อใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในการแสดงให้เห็นถึงแนวทางการดำเนินโรคในผู้ป่วยที่ไม่ได้รับการรักษา ข้อมูลจากประวัติการดำเนินโรคตามธรรมชาติจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับแนวทางการดำเนินโรคของผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาตามวิธีการที่เสนอ เพื่อแสดงให้เห็นถึงผลของการรักษา