流行病學研究方法大致可分為如下類別。
(一)觀察法
由于流行病學是人群中進行研究，所以研究者實際上不能或不能全部掌握或控制所研究對象發生的條件，因此，觀察法(observational method)就是很重要的方法。
1.描述性研究(descriptivestudy)描述性研究又叫描述流行病學(descriptive epi-demiology)，通過觀察而正確、詳細地記載疾病或健康狀態按時間、地點、人群各種特征(如年齡、性別、職業、民族等等)的分布特點，也可以包括可疑病因因子的分布特點。為了正確的描述分布，必須有明確統一的診斷標準、準確的病例(或因子)數字以及人口數字。
通過描述流行病學獲得的資料也可對病因提出線索或假說，或對防制提出有效的措施。
2.分析性研究(analyticalstudy)分析性研究又叫分析流行病學(analytical epi-demiology)，對所假設的病因或流行因素進一步在選擇的人群中探找疾病發生的條件和規律，驗證所提出的假說。主要有兩種：①從疾病(結果)開始去探找原因(病因)的方法叫病例對照研究(case-control study)，從時間上是回顧性的，所以又叫回顧性(retrospective)研究。②從有無可疑原因(病因)開始去觀察是否發生結果(疾病)的研究方法叫隊列(或群組、定群)研究(cohort study)。從時間上是前瞻的，所以又叫前瞻性(prospective)研究。
流行病學研究時還需要廣泛使用多種其他有關的技術與方法。所需要的方法在數量上有超過臨床所需。比如傷寒病，臨床培養出傷寒桿菌即可以診斷，流行病學有時還需要知道其噬菌體型或其他特征;臨床只需要從病人中分離細菌，流行病學還要檢查外界物品、土壤、水中的細菌。流行病學需要做大量人群的檢驗，需要快速方法，以便在短時間內做大量標本檢驗。所以，流行病學研究需要設備良好的許多種實驗為其服務。
(二)實驗法
流行病學中所用的實驗法(experimental method)也叫作實驗流行病學(experimental epidemiology)，它和一般醫學基礎學科的實驗不同，主要在人群現場進行。人群現場是流行病學的主要的、最大的實驗室。根據研究對象不同，又可分為：臨床試驗(clinical trial)和人群現場試驗(community field trial)。后一類實驗中對病因進行干預的又叫干預研究(intervention study,或譯作防治實驗研究)。當被觀察對象不能隨機化分組時，叫作半實驗或準實驗研究(quasi-experimental study)，如衛生政策的可行性研究及管理與服務的評價研究等。
(三)理論和方法的研究
1.理論流行病學研究 理論流行病學(theoreticalepidemiology)研究也叫數理流行病學(mathematical epidemiology)研究，是將流行病學調查所得到的數據，建立有關的數學模型(modelling)或用電子計算機仿真(computer simulation)，進行理論研究，又叫數理性研究(mathematical theory study).
2.方法的研究 在著手一項特定研究之前，需要將研究中所使用的技術加以完善，發展收集數據資料的技術，改進疾病分類等。它是為進行和完善流行病學研究所必需的，但其本身并不是直接的流行病學研究。
