流行病学研究方法，目前分为四大类，即描述性研究（descriptive study）、分析性研究（analytical study）、实验性研究（experimental study）和理论性研究（theoretical study）
利用已有的资料或特殊调查的资料进行整理归纳，按地区、时间和人群分布各种特征加以描绘。通过对比发现分布的特点，然后提出关于致病因素的假设。它是流行病学研究的基础步骤。由于疾病状况和危险因素是同时得到的，因之这种调查方法只能为病因提供线索。为了正确地描述分布，应有明确统一的诊断标准、准确的病例数及有关人口数字。
这是对流行病学所假设的病因或流行因素进行检验的方法。它是探讨疾病发生的条件的规律，验证所提出的假设。分析性研究主要有两种：
（一）病例对照研究（case-control study）
是选择一定数量的病例，调查其中假设因素出现的频率，与对照组比较，分析假设因素与疾病的联系。这种研究方法可假设因素进行初步检验，但不能决定某因素与某疾病的因果关系。
（二）定群研究（cohort study）
是将某特定人群分假设因素的暴露组与非暴露组，追踪观察一定时间，比较两组的疾病发生率是否有差异。它能直接估计所观察的因素与疾病的联系强度。
按随机分配原则将试验对象分为实验组和对照组，随机地给某一组以某种措施，另一组不给以这种措施。其目的是研究病因、疾病的危险因素、防治措施效果等。实验性研究有两类：
（一）临床试验（clinical trial）
是在临床上观察某种新药或新疗法的疗效，某种疗法对延长生存寿命的关系，如乳腺癌早期手术对五年生存率的影响。
（二）社区实验（community trial）
是指在人群中消除某因素或施加一些干预手段以观察对疾病发生的影响，以进一步证实这些因素的病因作用。由于是直接在人群中观察，所采用的干预手段应保证对人体无害，例如，戒烟对减少肺癌的作用，在食盐中加入碘以预防地方性甲状腺肿的发生。
实验性研究对病因假设能作出可靠的验证，也可用于检验或考核某项具体预防措施的效果。
除上述各种研究方法外，流行病学研究还包括理论流行病学研究，又称数学流行病学研究，将流行病学调查所得到的数据，以数学符号代表影响疾病分布的各种因素。建立有关的数学模型，反映病因、宿主和环境之间的关系，以阐明流行病学规律，这种理论研究称作理论流行病学