Naturalistlik vaatlus on uurimistöö vorm, mille käigus vaadeldakse organisme nende looduslikus keskkonnas. Vaatleja teeb täpseid märkmeid ja võib teha ka salvestusi ning vaatlusperiood võib kesta kuid või isegi aastaid. Selle uurimismeetodi kasutamisel on mitmeid eeliseid koos teatud eelistega, kuigi arvesse tuleb võtta ka mõningaid eetilisi probleeme ja puudusi.
Naturalistliku vaatluse puhul ei sekku vaatleja keskkonda üldse ja võib püüda organismidega võimalikult vähe suhelda. Vaatleja peab jääma neutraalseks, muutmata keskkonnas midagi peale vaatleja kohaloleku tagajärjel tekkivate vältimatute muutuste. Eksperimente ei tehta ja sekkumine pole üldiselt lubatud.
Varjatud vaatlus hõlmab populatsiooni vaatlemist, ilma et elanikkonda vaatleja kohalolekust hoiataks. Seda tehnikat eelistatakse sageli loomapopulatsioonides, kuna loomad võivad käituda teisiti, kui nad teavad, et neid jälgitakse. Varjatud tehnikad võivad hõlmata varjatud salvestusseadmete istutamist ja varjamiseks konstruktsioonide ehitamist, mis võimaldavad inimestel näha ilma, et neid nähakse. Avatud vaatlusel on vaadeldav vaatlejast teadlik; inimeste naturalistlikus vaatlemises saab eetilistel põhjustel kasutada ainult varjatud vaatlust.
Naturalistliku vaatluse üks puudus on see, et teadlased ei saa muutujaid manipuleerida, kontrollida, ennustada ega isegi täielikult mõista. See võib muuta hüpoteeside testimise ja tõestamise keeruliseks, kuna katsetingimusi ei saa seada. Teine probleem, mis võib tekkida, on uuringute läbiviimiseks kuluv aeg, mis võib mõne teadlase jaoks olla oluliseks takistuseks. Kui projekti lõpuleviimiseks võib kuluda aastakümneid, võib olla raske saada toetust ja rahastamist.
Naturalistliku vaatluse selge eelis on see, et see võimaldab teadlastel näha neid huvitavate organismide loomulikku käitumist. See võib anda väga väärtuslikku teavet, mis võib mõjutada tulevasi eksperimentaalseid uuringuid ja aidata mõista, kuidas organism looduses elab. Näiteks on naturalistlikku vaatlust kasutatud selleks, et aidata kaitserühmadel mõista, miks teatud loomaliike on vangistuses nii raske paljuneda, ja tuvastada selliseid probleeme nagu elupaigapiirangud, millega tuleb arvestada haruldaste liikide looduslike populatsioonide säilitamisel.
Looduslik vaatlus võib mõnikord olla ka ainus viis mõne probleemi kohta andmete kogumiseks. Näiteks ei ole lubatud inimestega tehtavad katsed, mis võivad inimesi kahjustada või neid ohtu seada. Kuid inimesed saavad seda meetodit kasutada, et koguda teavet inimpopulatsioonide kohta, kes elavad riskantses või kahjulikus keskkonnas.