L’épidémiologie analytique cas témoin se base sur des statistiques, en analysant la relation entre exposition et maladie par la comparaison des individus qui sont exposés et atteints d’une maladie à des individus qui sont exposés et indemnes de cette maladie.
Les études écologiques de type cas témoins, consistent à suivre dans un même lieu par exemple (étude géographique), l’évolution du niveau d’exposition à des facteurs environnementaux (polluants atmosphériques par exemple) et les mettre en relation avec l’évolution du nombre de nouveaux cas d’un événement de santé.