Các nghiên cứu quan sát, trong đó thiết lập mối quan hệ (mối liên hệ) giữa "yếu tố nguy cơ" (tác nhân căn nguyên) và kết quả (bệnh) là mục tiêu chính, được gọi là phân tích. Trong loại nghiên cứu này, kiểm tra giả thuyết là công cụ chính để suy luận. Cách tiếp cận cơ bản trong nghiên cứu phân tích là phát triển một giả thuyết cụ thể, có thể kiểm tra được và thiết kế nghiên cứu để kiểm soát bất kỳ biến ngoại lai nào có khả năng làm nhiễu mối quan hệ quan sát được giữa yếu tố được nghiên cứu và bệnh tật. Cách tiếp cận khác nhau tùy theo chiến lược cụ thể được sử dụng.

Trong nghiên cứu sinh thái, đơn vị quan sát là một tổng thể, một địa phương hành chính địa lý, một cụm nhà, một thị trấn, một quốc gia, v.v ... Chúng có thể có bất kỳ dạng nào sau đây:

Mô tả;

Kiểm soát trường hợp;

Cắt ngang;

Thuần tập, hoặc;

Thực nghiệm.

Một số hình thức nghiên cứu sinh thái cụ thể:

Phân tích tổng hợp các số liệu quốc gia

Các nghiên cứu này bao gồm phân tích tổng hợp về mối tương quan giữa yếu tố nghiên cứu và bệnh tật (hoặc tỷ lệ tử vong do một nguyên nhân cụ thể) trong phạm vi địa lý. Không cung cấp thông tin về tình trạng phơi nhiễm của các cá nhân bị ảnh hưởng hoặc đã chết vì nguyên nhân cụ thể. Thay vào đó, mức độ kinh nghiệm trong đơn vị địa lý hoặc quốc gia được coi là thước đo thay thế cho tất cả các cá nhân trong đơn vị hoặc quốc gia đó. Những ví dụ bao gồm:

Tương quan sinh thái của tiêu thụ thuốc lá bình quân đầu người và mức độ tử vong do ung thư phổi;

Tương quan sinh thái của độ cứng của nước và tỷ lệ tử vong do bệnh tim mạch;

Bản đồ về tần suất ung thư ở một quốc gia và cách giải thích của các cơ quan nghiên cứu ung thư quốc gia;

Tương quan sinh thái của tỷ lệ sinh với việc làm kiếm được của phụ nữ bên ngoài gia đình.

Nghiên cứu sinh thái chuỗi thời gian

Một loạt các nghiên cứu sinh thái học có thể bổ sung thêm thứ nguyên chuỗi thời gian bằng cách kiểm tra, vẫn trên cơ sở tổng hợp, liệu việc đưa một yếu tố vào một khu vực địa lý có liên quan đến sự gia tăng tỷ lệ mắc bệnh hoặc tử vong hay không, hoặc liệu sự can thiệp vào một khu vực địa lý có làm giảm tỷ lệ mắc bệnh hoặc tử vong. Một ví dụ điển hình là nghiên cứu về giấy chứng tử của phụ nữ Hoa Kỳ trong độ tuổi sinh đẻ từ năm 1961 đến năm 1966 (Markush và Siegel, 1969), để tìm hiểu xem liệu có sự gia tăng tỷ lệ tử vong do thuyên tắc huyết khối ở phụ nữ sau khi sử dụng thuốc tránh thai vào năm 1960 hay không.

Nhược điểm và thành kiến ​​trong nghiên cứu sinh thái

Mặc dù các nghiên cứu như vậy được quan tâm như là nguồn giả thuyết và là phương pháp ban đầu hoặc để kiểm tra nhanh chóng các mối liên hệ, nhưng chúng không thể được sử dụng làm cơ sở để đưa ra suy luận nhân quả. Lỗ hổng nghiêm trọng nhất là nguy cơ ngụy biện sinh thái, khi các đặc điểm của đơn vị địa lý được quy cho các cá thể một cách không chính xác. Các nguồn gây nhiễu khác cũng có thể xảy ra vì nhiều yếu tố nguy cơ có xu hướng tụ lại ở một số khu vực địa lý nhất định. Do đó, ô nhiễm không khí, công nghiệp nặng, sự già hóa và đông đúc có tương quan với các thành phố. Cái chết của một người vì bệnh tim có thể có ít hoặc không liên quan đến sự hiện diện của công nghiệp nặng.