流行病学研究方法大致可分为如下类别。
（一）观察法
由于流行病学是人群中进行研究，所以研究者实际上不能或不能全部掌握或控制所研究对象发生的条件，因此，观察法（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学（descriptive epi-demiology），通过观察而正确、详细地记载疾病或健康状态按时间、地点、人群各种特征（如年龄、性别、职业、民族等等）的分布特点，也可以包括可疑病因因子的分布特点。为了正确的描述分布，必须有明确统一的诊断标准、准确的病例（或因子）数字以及人口数字。
通过描述流行病学获得的资料也可对病因提出线索或假说，或对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学（analytical epi-demiology），对所假设的病因或流行因素进一步在选择的人群中探找疾病发生的条件和规律，验证所提出的假说。主要有两种：①从疾病（结果）开始去探找原因（病因）的方法叫病例对照研究（case-control study），从时间上是回顾性的，所以又叫回顾性（retrospective）研究。②从有无可疑原因（病因）开始去观察是否发生结果（疾病）的研究方法叫队列（或群组、定群）研究（cohort study）。从时间上是前瞻的，所以又叫前瞻性（prospective）研究。
流行病学研究时还需要广泛使用多种其他有关的技术与方法。所需要的方法在数量上有超过临床所需。比如伤寒病，临床培养出伤寒杆菌即可以诊断，流行病学有时还需要知道其噬菌体型或其他特征；临床只需要从病人中分离细菌，流行病学还要检查外界物品、土壤、水中的细菌。流行病学需要做大量人群的检验，需要快速方法，以便在短时间内做大量标本检验。所以，流行病学研究需要设备良好的许多种实验为其服务。
（二）实验法
流行病学中所用的实验法（experimental method）也叫作实验流行病学（experimental epidemiology），它和一般医学基础学科的实验不同，主要在人群现场进行。人群现场是流行病学的主要的、最大的实验室。根据研究对象不同，又可分为：临床试验（clinical trial）和人群现场试验（community field trial）。后一类实验中对病因进行干预的又叫干预研究（intervention study,或译作防治实验研究）。当被观察对象不能随机化分组时，叫作半实验或准实验研究（quasi-experimental study），如卫生政策的可行性研究及管理与服务的评价研究等。
（三）理论和方法的研究
1．理论流行病学研究 理论流行病学（theoreticalepidemiology）研究也叫数理流行病学（mathematical epidemiology）研究，是将流行病学调查所得到的数据，建立有关的数学模型（modelling）或用电子计算机仿真（computer simulation），进行理论研究，又叫数理性研究（mathematical theory study）.
2．方法的研究 在着手一项特定研究之前，需要将研究中所使用的技术加以完善，发展收集数据资料的技术，改进疾病分类等。它是为进行和完善流行病学研究所必需的，但其本身并不是直接的流行病学研究。