Les études prospectives sont plus difficiles à réaliser et elles sont aussi plus longues que les études rétrospectives. Elles consistent à suivre pendant une longue période, pouvant aller jusqu'à plusieurs dizaines d'année, l'incidence d'une maladie particulière dans un groupe d'individus exposés à l'agent étudié et de la comparer à celle d'un groupe de personnes non exposées à l'agent en question, mais dont l'effectif, la répartition selon l'âge et le sexe de même que les origines sociale et géographique sont les mêmes. Si l'étude a cours au sein d'une entreprise, la plupart de ses employés sont généralement enrôlés dans le suivi soit à titre de personne exposée, soit à titre de personne non exposée (par exemple, les monteurs de lignes et le personnel de bureau dans une entreprise d'électricité). Les études prospectives sont souvent appelées « études de cohortes prospectives ». L'association est quantifiée par le calcul d'un risque relatif (RR). Si les individus qui sont exposés sont, au cours du suivi, ceux qui sont aussi les plus atteints de la maladie (RR>1), cela peut indiquer l'existence d'un lien entre l'exposition à l'agent en question et cette maladie. Par contre, si les individus non exposés sont les plus touchés par le problème de santé (RR≤1), cela peut indiquer l'absence d'un tel lien.
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