Dịch tễ học là khoa học nghiên cứu về tần số và sự phân bố tần số mắc bệnh và tử vong của bệnh trạng cùng với các yếu tố quy định sự phân bố đó ở quần thể xác định, ứng dụng trong việc kiểm soát những vấn đề sức khỏe. Dịch tễ học tìm kiếm mối quan hệ giữa tình trạng sức khỏe và yếu tố liên quan từ đó xây dựng giải pháp (như phòng ngừa và kiểm soát bệnh tật) để can thiệp nhằm nâng cao tình trạng sức khỏe. Khoa học này là mấu chốt của nghiên cứu y tế cộng đồng và y học dự phòng, dựa trên khái niệm y học dựa trên bằng chứng (evidence-based medicine). Dịch tễ học giúp chuyên viên y tế xác định các yếu tố nguy cơ của bệnh, phát triển và tối ưu hóa phương thức điều trị của y học lâm sàng. Chuyên viên dịch tễ học có thể nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực từ thực hành; như trong thời kỳ có bệnh dịch bộc phát, ảnh hưởng trong môi trường sinh sống, phát huy y tế cộng đồng, v.v... đến lý thuyết; như thống kê, tạo mô hình toán học dự đoán sức khỏe công chúng trong tương lai, triết học y tế, sinh học, và tâm lý học,.... Nghiên cứu dịch tễ học dựa trên quan sát và thí nghiệm, mục đích là để tìm ra liên hệ giữa căn bệnh và các yếu tố không thay đổi được như bẩm sinh, di truyền, và những yếu tố có thể "sửa chữa" như thực phẩm, ô nhiễm, giáo dục, vi sinh học, tâm lý học, v.v... Từ đó rút tỉa ra định nghĩa căn bệnh, liên hệ từ nguyên nhân đến triệu chứng và tạo kế hoạch điều trị hay phòng ngừa, gọi chung là thông tin bệnh, một dụng cụ thường dùng của dịch tễ học. Nghiên cứu dịch tễ có các loại chính:
Miêu tả: tổng hợp triệu chứng, biến chứng của bệnh. Phân tích: chứng minh liên hệ giữa nguyên nhân và hậu quả của bệnh. Thử nghiệm: tổ chức các cuộc thử nghiệm để lập thống kê về y tế lâm sàng hay trong cộng đồng hoặc hiệu lực của phương thức chữa trị. Dịch tễ học được thực hành tại nhiều nơi, trong cộng đồng - như khi có bộc phát bệnh dịch; trong văn phòng của Đại học hay cơ quan nhà nước và các Ủy ban y tế công cộng. Chính phủ thường có cơ quan nghiên cứu dịch tễ kiểm soát tình hình bệnh tật trong nước và theo đó đưa ra kế hoạch ngân khoản vế y tế. Từ tam giác dịch tễ được dùng để chỉ ba yếu tố cần nghiên cứu của một chứng bệnh đang bộc phát: Người mang bệnh, Mầm bệnh và Môi trường.