因為流行病學是人與人之間的研究，研究人員無法或不能完全掌握或控制被研究對象發生的條件。因此，觀察法是壹種非常重要的方法。
1.描述性研究
描述性研究(Descriptive research)也稱描述性流行病學(descriptive epidemiology)，是按照時間、地點、人群特征(如年齡、性別、職業、民族等)準確、詳細地記錄疾病或健康狀況的分布特征。)通過觀察，還可能包括疑似病因的分布特征。為了正確描述分布，必須有明確統壹的診斷標準、準確的病例數(或因子)和人口數。
通過描述流行病學獲得的數據還可以為疾病的病因提供線索或假說，或者提出有效的防控措施。
2.分析研究
分析研究(Analytical research)，也稱為分析流行病學(analytical epidemiology)，是根據假設的病因或流行因素，進壹步探索選定人群中疾病發生的條件和規律，並驗證提出的假設。
有兩種主要類型:
(1)從疾病(結果)中尋找原因(病因學)的方法稱為病例對照研究(case-control study)，在時間上具有回顧性，所以也叫回顧性研究。
②從是否存在可疑原因(病因)來觀察結果(疾病)是否發生的研究方法稱為隊列研究。在時間上具有前瞻性，所以也叫前瞻性研究。
在流行病學研究中需要廣泛使用許多其他相關技術和方法。所需方法數量超過臨床需要。比如傷寒可以通過臨床培養診斷，流行病學有時需要知道其噬菌體類型或其他特征；臨床上只需要從病人身上分離出細菌，流行病學也要檢查外物、土壤、水中的細菌。流行病學需要大量人群的檢驗，需要壹種快速的方法在短時間內檢驗大量標本。因此，流行病學研究需要多種設備齊全的實驗為其服務。
(2)實驗方法
流行病學所用的實驗方法也叫實驗流行病學，不同於壹般基礎醫學學科的實驗，主要在人群領域進行。人群現場是流行病學的主要和最大的實驗室。根據研究對象的不同，可分為臨床試驗和社區現場試驗。在後壹種類型的實驗中，幹預研究也稱為介入研究。當觀察對象不能隨機分組時，稱為準實驗研究，如衛生政策的可行性研究、管理和服務的評價研究等。
(3)理論與方法研究
1.理論流行病學研究
理論性流行病學研究，也稱數理流行病學研究，是根據流行病學調查獲得的數據，建立相關的數學模型或計算機模擬，進行理論研究，也稱數學理論研究。
2.方法研究
在開始具體研究之前，有必要改進研究中使用的技術，發展收集數據的技術，改進疾病的分類。它對於開展和完善流行病學研究是必要的，但它本身不是直接的流行病學研究。