Une étude écologique est la recherche d’un lien entre un lieu de résidence "suspect" de par sa proximité à une industrie/infrastructure polluante et de possibles impacts sanitaires. Dans le cas d’une étude de type cas-témoin, on sélectionne les cas (personnes atteintes de la pathologie) dans la zone la plus polluée, et les témoins dans une zone jugée non-polluée ou moins polluée.
La recherche du lien se fait par rapport à une exposition estimée (le plus souvent par une modélisation) de la population et non par une recherche d’une exposition individuelle comme c’est le cas dans les études épidémiologiques analytiques.