Ecological study เป็นการศึกษาองค์ความเสี่ยง ต่อสุขภาพหรือผลอย่างอื่น ๆ อาศัยข้อมูลประชากรที่กำหนดส่วนโดยภูมิภาคหรือโดยกาลเวลา แทนที่จะใช้ข้อมูลในระดับบุคคล ทั้งค่าองค์ความเสี่ยงและค่าผลจะเป็นค่าเฉลี่ยของประชากรส่วนต่าง ๆ (ไม่ว่าจะกำหนดโดยภูมิภาคหรือโดยกาลเวลา) แล้วใช้เปรียบเทียบกันโดยวิธีการทางสถิติ
งานศึกษาแบบนี้สามารถพบความสัมพันธ์ระหว่างองค์ความเสี่ยงกับผลทางสุขภาพ บ่อยครั้งก่อนวิธีการทางวิทยาการระบาดหรือทางการทดลองอย่างอื่น ๆ ซึ่งจะแสดงตัวอย่างต่อ ๆ ไป
งานศึกษาของ น.พ. ชาวอังกฤษ จอห์น สโนว์ ผู้เป็นบิดาของสาขาวิทยาการระบาดคนหนึ่ง เกี่ยวกับการแพร่อหิวาตกโรคในมหานครลอนดอน เป็นงานศึกษาแบบนี้งานแรกที่ช่วยแก้ปัญหาสุขภาพ คุณหมอได้ใช้แผนที่การตายเพราะอหิวาต์เพื่อกำหนดว่า แหล่งกำเนิดของโรคอยู่ที่เครื่องสูบน้ำที่ถนนแห่งหนึ่ง แล้วให้นำเอาด้ามเครื่องสูบน้ำออกในปี ค.ศ. 1854 ซึ่งหยุดการเสียชีวิตจากโรค แต่จะต้องรอจนถึงปี ค.ศ. 1883 ที่ น.พ. ชาวเยอรมัน โรเบิร์ต คอค ค้นพบแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรค จึงจะเข้าใจว่า โรคแพร่กระจายได้อย่างไร
มีการใช้วิธีการเช่นนี้เช่นกัน เพื่อศึกษาองค์ความเสี่ยงทางอาหารต่อโรคมะเร็งกำหนดโดยภูมิภาคและกาลเวลา งานข้ามประเทศหลายงาน ที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอุบัติการณ์ของโรคมะเร็งและอัตราการตาย กับอาหารที่บริโภคประจำชาติ ได้พบว่า องค์ความเสี่ยงทางอาหารต่าง ๆ เช่นโภคภัณฑ์จากสัตว์ (เนื้อสัตว์ นม ปลา และไข่), น้ำตาลหรือสารเพิ่มความหวานที่เติมในอาหาร, และไขมัน ปรากฏว่าเป็นองค์ความเสี่ยงของโรคมะเร็งหลายประเภท ในขณะที่ธัญพืชและโภคภัณฑ์จากพืชที่ไม่ได้นำส่วนต่าง ๆ ออก (whole) ดูเหมือนจะลดระดับความเสี่ยงของโรคมะเร็งหลายชนิด อัตราการเกิดโรคมะเร็งที่สามัญในประเทศตะวันตก ที่เปลี่ยนไปตามกาลเวลาในประเทศญี่ปุ่น สัมพันธ์กับการเปลี่ยนอาหารไปเป็นแบบชาวตะวันตก
ความเข้าใจองค์ความเสี่ยงของโรคมะเร็งที่ก้าวหน้าขึ้น ได้มาจากการตรวจแผนที่อัตราการตายจากโรคมะเร็ง มีการใช้แผนที่โรคมะเร็งลำไส้ใหญ่ในประเทศสหรัฐอเมริกา เพื่อเสนอสมมุติฐานว่า การได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดบี (UVB) โดยผ่านกระบวนการผลิตวิตามินดีของร่างกาย จะลดระดับความเสี่ยงต่อโรคมะเร็ง ตั้งแต่นั้นมา ได้มี ecological study มากมายที่แสดงการลดอุบัติการณ์หรืออัตราการตาย ของโรคมะเร็งกว่า 20 ชนิด เนื่องจากการได้รับ UVB จากแสงอาทิตย์
มีการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอาหารกับโรคอัลไซเมอร์ทั้งโดยภูมิภาคและกาลเวลา บทความวิชาการงานแรกที่แสดงความสัมพันธ์ เป็นงานศึกษาทำในหลายประเทศที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1997 เป็นงานที่ใช้ความชุกของโรคในประเทศ 11 ประเทศเทียบกับองค์ประกอบทางอาหารต่าง ๆ แล้วพบว่า ไขมันและพลังงานทั้งหมดที่บริโภคมีสหสัมพันธ์ในระดับสูงกับความชุกโรค ในขณะที่ปลาและธัญพืชมีสหสัมพันธ์เชิงผกผัน (คือป้องกันโรค) ปัจจุบัน อาหารพิจารณาว่า เป็นองค์ความเสี่ยงสำคัญของโรคนี้ งานศึกษาในปี ค.ศ. 2014 รายงานว่า การเกิดโรคอัลไซเมอร์ในประเทศญี่ปุ่นอย่างรวดเร็วระหว่างปี ค.ศ. 1985-2007 น่าจะเป็นเพราะการเปลี่ยนการบริโภคจากอาหารญี่ปุ่นไปเป็นอาหารแบบชาวตะวันตก
งานตัวอย่างอีกงานหนึ่งในปี ค.ศ. 2006 ศึกษาโรคไข้หวัดใหญ่ตามกาลเวลา แล้วตั้งสมมุติฐานว่า การเกิดขึ้นของโรคที่ต่าง ๆ ตามฤดู โดยมากเป็นเพราะการได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดบี และการมีระดับสาร calcifediol ซึ่งเป็นสารก่อนฮอร์โมน (prehormone) ที่ผลิตในตับ ที่ต่าง ๆ กันตามฤดูงานทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุมในเด็กนักเรียนญี่ปุ่นที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 2010 พบว่า การทานวิตามินดี3 (D3) วันละ 1000 หน่วยสากล จะลดระดับความเสี่ยงโรคไข้หวัดใหญ่ชนิดเอถึง 2 ใน 3 (67%)
งานศึกษาแบบนี้มีประโยชน์โดยเฉพาะในการสร้างสมมุติฐาน เพราะว่า สามารถใช้ของมูลที่มีอยู่แล้วเพื่อทดสอบสมมุติฐาน ข้อดีของงานศึกษาแบบนี้ก็คือ สามารถที่จะใช้ข้อมูลของคนเป็นจำนวนมาก ในการตรวจสอบองค์ความเสี่ยงเป็นจำนวนมาก
มีเหตุผลวิบัติอย่างหนึ่งที่เรียกว่า ecological fallacy ซึ่งหมายถึงผลที่พบในระดับกลุ่มอาจจะใช้ไม่ได้ในระดับบุคคล แต่จริง ๆ แล้ว เหตุผลวิบัติแบบเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นได้ในงานศึกษาแบบสังเกต (observational studies) และงานทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (randomized controlled trials) เพราะว่า งานศึกษาทางวิทยาการระบาด ล้วนแต่ต้องตรวจสอบทั้งบุคคลที่มีผลทางสุขภาพที่สัมพันธ์กับองค์ความเสี่ยงที่เป็นประเด็นศึกษา ทั้งบุคคลที่ไม่มี ยกตัวอย่างเช่น ความแตกต่างทางกรรมพันธุ์จะมีอิทธิพลตอบสนองต่อยา ดังนั้น ความวิตกกังวลเกี่ยวกับ ecological fallacy ไม่ควรเป็นเหตุเพื่อตำหนิงานศึกษาแบบนี้ เรื่องที่สำคัญกว่าก็คือ ecological study ควรจะรวบรวมองค์ความเสี่ยง (ต่อผลอย่างหนึ่ง) ที่รู้ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แล้วผลของงานควรประเมินโดยใช้วิธีอื่น ๆ ยกตัวอย่างเช่น Bradford Hill criteria เพื่อตรวจสอบความเป็นเหตุผลในระบบชีวภาพ
