Les études écologiques de type cas-témoins s’écartent souvent des règles de l’épidémiologie analytique car elles utilisent des données agrégées à l’échelle de populations plutôt qu’individuelles. Cela peut entraîner des biais écologiques, où les associations observées au niveau du groupe ne reflètent pas nécessairement celles existant au niveau individuel. De plus, l’exposition au facteur de risque est souvent estimée de manière indirecte (via des indicateurs comme la pollution ou les habitudes générales d’une région), plutôt que mesurée directement pour chaque individu. Ce manque de précision dans la mesure de l’exposition peut introduire des erreurs de classification, compromettant la validité des résultats. Enfin, les études écologiques ne permettent pas d’établir une relation de causalité solide en raison de l’absence de contrôle des facteurs de confusion individuels.