Onderzoek hoeft niet altijd bij grote aantallen onderzoeksobjecten plaats te vinden. In een aantal gevallen wordt er in het onderzoek slechts één onderzoekseenheid in het design opgenomen. In dat geval spreekt men van een casestudie.

Sommigen vinden het lastig om een casestudie te identificeren. Onderzoek naar de efficiÎntie van een organisatie is een casestudie omdat er slechts één object van studie is: de organisatie. Onderzoek onder de honderden werknemers van een organisatie is een kwantitatief onderzoek omdat er vele onderzoeksobjecten zijn: de werknemers. Een beschrijving van het Nederlandse onderwijssysteem is een casestudie (slechts één object: het onderwijssysteem). Onderzoek onder de leerlingen in het onderwijs is een kwantitatief onderzoek (er worden veel leerlingen ondervraagd).

Een casestudie is een bijzondere vorm van kwalitatief onderzoek. Bij een casestudie is er slechts één onderzoekseenheid. Bij kwalitatief onderzoek zijn er slechts een beperkt aantal onderzoekseenheden. Bij kwantitatief onderzoek zijn er vele (zeg meer dan 30) onderzoekseenheden.  Over deze indeling wordt overigens nog wel steeds gediscussieerd. De casestudie, kwalitatief onderzoek en kwantitatief onderzoek vormen samen één dimensie op de onderzoekskubus.

Een casestudie wordt vaker toegepast dan men zou verwachten. Een manager die onderzoek doet naar de geldstromen in het bedrijf, verricht een casestudie. De medewerker die de die nagaat of een bedrijf niet in surseance van betaling verkeerd, verricht ook een casestudie. De manager die een SWOT-analyse opstelt, verricht ook een casstudie.

Omdat er slechts één object (één onderzoekseenheid) wordt onderzocht, is het moeilijk de uitkomsten te generaliseren (zie externe validiteit) naar andere personen, bedrijven of situaties. Als er één bedrijf is dat goed presteert door zich op een bepaalde manier voor te doen, dan hoeft dat niet te betekenen dat alle andere bedrijven ook beter zouden presteren als ze het ook zo zouden doen. Als er één persoon besmet is met een griepvirus, hoeft dat niet te betekenen dat alle mensen griep krijgen. Als men één persoon vindt die last van zijn geheugen heeft gekregen na het eten van met BSE besmet rundvlees (de gekke koeienziekte), hoeft dat niet te beteken dat alle mensen hetzelfde lot zullen ondergaan. Het is lastig zo niet onmogelijk een onderzoeksresultaat uit een casestudie als algemeen geldig te verklaren.

Het gebruik van statistiek is in een casestudie niet altijd mogelijk: als er slechts één object is, kan men ook geen variatie tussen objecten vaststellen. Anderzijds is een kenmerk niet altijd constant. De hormoonspiegel is bijvoorbeeld nogal aan variatie onderhevig. Als men dan meerdere keren meet, is uit de meetwaarden een gemiddelde en een spreiding te berekenen. Deze zijn wel op te nemen in een statistisch analyse, bijvoorbeeld vergelijken met een standaard. Het grote voordeel is dan dat de onderzoeker niet afhankelijk is van een toevallig meetresultaat op dat ene meetmoment, en hij als gevolg daarvan een verkeerde beslissing neemt of een verkeerd advies geeft.