Thiết kế nghiên cứu bằng phương pháp tiếp cận dịch tễ học dựa trên các nguyên tắc thống kê trong cấu trúc của thiết kế. Theo cách tiếp cận này, nghiên cứu có thể được chia thành nghiên cứu cơ bản là quan sát và nghiên cứu thực nghiệm.

Các loại nghiên cứu quan sát thường sử dụng phương pháp điều tra mẫu, trong đó một mẫu nghiên cứu được quan sát để tìm các đặc điểm khác nhau. Điều này có thể bằng cách:

1). Phỏng vấn các đối tượng nghiên cứu;

2). Thu thập các phép đo thông số đặc điểm thể chất, hoặc đơn giản là;

3). Trích xuất thông tin từ các nguồn hiện có, chẳng hạn như sổ đăng ký, bệnh án lưu tại bệnh viện hoặc hồ sơ khác.

Các cuộc khảo sát thuộc loại nghiên cứu chéo (trong đó thông tin về nguyên nhân và kết quả được thu thập đồng thời và không xác định được trình tự thời gian) được coi là nghiên cứu tạo giả thuyết, trong khi khảo sát trong đó các quan sát về nguyên nhân và kết quả khác nhau theo khoảng thời gian thời gian (chẳng hạn như nghiên cứu bệnh chứng và nghiên cứu thuần tập) được coi là mang tính chất phân tích và có thể đưa ra suy luận về các mối liên quan.

Việc kiểm tra các giả thuyết tốt nhất nên được thực hiện bằng thực nghiệm, trong đó tất cả các yếu tố khác với những yếu tố đang được xem xét có thể được kiểm soát.

Tuy nhiên, trong các bệnh ở người, điều này không thường xuyên xảy ra, do những cân nhắc về đạo đức và thực tế. Do đó, nó thường được thay thế bằng các thí nghiệm được gọi là ‘tự nhiên’ hoặc bằng các nghiên cứu quan sát được thiết kế cẩn thận (nghiên cứu bệnh chứng, nghiên cứu thuần tập) với đủ thông tin về các yếu tố ‘không liên quan’ để có thể điều chỉnh các yếu tố này trong việc rút ra các suy luận. Các nghiên cứu quan sát phân tích này có thể là hồi cứu (bệnh chứng) hoặc tiền cứu (nghiên cứu thuần tập và hồi cứu). Các phương pháp này so sánh các nhóm cá nhân về sự khác biệt về mức độ phơi nhiễm hoặc sự khác biệt về kết quả. Chúng khác với các thí nghiệm ở chỗ không có sự can thiệp trực tiếp của điều tra viên và điều tra viên không thể kiểm soát các yếu tố ngoại lai đối với bất kỳ cá nhân nào được quan sát.

Trong cả hai cách tiếp cận, lý luận thống kê sử dụng các định luật xác suất hướng dẫn quá trình suy diễn. Một số giả định cơ bản được đưa ra về dân số, các đặc điểm của nó và phân bố xác suất, và khả năng các quan sát ủng hộ hoặc mâu thuẫn với giả thuyết đã nêu, được đánh giá. Dựa trên các xác suất được tính toán này, giả thuyết được chấp nhận hoặc bị bác bỏ (hoặc trạng thái không chắc chắn vẫn chưa được giải quyết, đặc biệt khi các mẫu được quan sát quá nhỏ so với độ tin cậy).

Quá trình chuyển từ tạo giả thuyết sang kiểm tra giả thuyết:

Minh họa: Thiết kế nghiên cứu

Một quan sát, hoặc một loạt các quan sát kích hoạt một giả thuyết; một cuộc khảo sát cắt ngang được thực hiện để đưa ra các giả thuyết phù hợp; một nghiên cứu quan sát thiết lập các liên kết và ủng hộ (hoặc bác bỏ) giả thuyết; và một thí nghiệm được tiến hành để kiểm tra giả thuyết.