病因研究的方法可根据研究的层次分为实验室研究（微观或动物研究）、临床病例观察（1至数个病例或系列病例的分析报告），以及流行病学研究（人群或特定设计的多数个体研究）。相对于微观研究而言，流行病学偏向宏观研究。三类方法各有所长，各具特色，互相补充，密切协作，共同致力于病因探索。

实验室研究是在实验室中进行的，可以涉及少量的人或动物个体，更多是涉及器官、组织、细胞或更微观的材料，对于阐明致病机制或防治效应的机制是非常关键和重要的。实验室研究控制条件好，保留结果较为精确，在细节或微观上打开致病或防治效应的机制黑箱，以及可以预先筛选具有防制效应的药物等。但是，实验室研究结果外推到人或人群就存在着一定局限。某种致病或防治效应究竟能否在人或人群中发生？实验室研究不能够回答。例如，在动物实验中发现许多物质具有致癌效应，但该效应不一定能在人群中发现。人群对某物质暴露剂量和时间、该物质在人体内代谢过程，以及人与动物的种属差异等，都要影响致癌效应从动物到人的推论。必须牢记，我们最终是针对人或人群确定致病或防治效应的因果结论。

临床病例观察主要是指对一个到几个病例（个案）或一组（系列）病例（一般大于10例）做分析报告的传统方法，可以作为病因或疗效研究的起点或线索。例如，1960年Kosenar首先报告了2例状如海豹前肢的新生儿短肢畸形，以后英国和德国发表了这类畸形的系列病例报告。据以往资料分析，该畸形非常罕见。通过病历发现，有些孕妇在早孕阶段因妊娠反应而服用过沙利度胺（thalidomide，反应停），从而推测新生儿短肢畸形与该药可能有关，该推论后来得到流行病学研究的证实。传统的临床观察方法由于观察病例高度选择或数量较少，缺乏明确的随访时间以及没有对照组，所以控制干扰的能力较弱，并且很少应用数量分析，因此在病因或疗效研究上存在一定局限。现代临床科学研究引入了流行病学和生物统计学的方法，产生了临床流行病学，该类研究方法归入下面的流行病学研究。

流行病学研究是在人群或群组中使用疾病或健康的统计指标进行的系统的医学研究，包括社区大人群和医院小人群研究。病因或防治的因果性研究必须涉及群体，具体研究设计类型有横断面研究、病例对照研究、队列研究、临床治疗试验和干预试验。对沙利度胺与海豹畸形关系的临床观察得到横断面研究（各国沙利度胺销售量与病例数）、病例对照研究、队列研究和干预试验（禁止产销、教育孕妇停止服用等）的证实。棉籽油与男性不育的分析流行病学研究、棉酚用于男性节育的临床试验分别证实了棉酚病因和节育效应。棉酚影响男性生殖功能的机制又得靠实验室研究来阐明。在人群中的致病或防治效应必须由流行病学研究下最后的结论，流行病学研究也可以为此提供初步线索。实验室研究阐明致病或防治效应的微观机制，也可以筛选致病因素或防治措施。流行病学研究侧重较远的原因，如生活行为、社会或自然环境影响，这些因素的可预防性较强。实验室研究侧重较近的原因，如体内的致病机制因素或产生防治效应的体内过程，这些因素主要涉及针对性的治疗，可预防性较弱。流行病学研究和实验室研究是相辅相成的，它们的结合如遗传流行病学、分子流行病学正产生巨大的威力，非常富有成效。

Mill准则（Mill's canon）主要应用于分析流行病学研究的比较推理。其创始者穆勒（Mill）是试图将因果推理的原则加以系统化的第一人，他提出科学研究四法，后人将同异并用法单列，即科学实验五法：求同法、差异法、同异并用法、共变法和剩余法，并引入疾病的因果推理。注意：如果病因假设清单没有包括真实的病因，Mill准则就不能提供任何帮助。

是辨别某类事件或属性的必要条件的方法，推理形式：事件（病例，A）——有关（暴露）因素。

A，B，C——a，b，c

A，D，E——a，d，e

A，F，G——a，f，g

……——……

所以，a是A的必要条件。

是辨别某类事件或属性的充分条件的方法，推理形式：事件（对照，非A）——有关（暴露）因素。

B，C——（a不出现），b，c

D，E——（a不出现），d，e

F，G——（a不出现），f，g

……——……

所以，a是A的必要条件。

例如在同一个地区，察布查尔病只发生在锡伯族，而不发生在当地的其他民族，按求异法的原理，寻找锡伯族与其他民族在生活习性上的区别与特点，最终提出该病最可能与锡伯族的特殊饮食“米送乎乎”（制甜面酱的半成品）有关的假设。

是辨别某类事件或属性的必要且充分条件的方法，推理形式：

求同部分

并且

求异部分

所以，a是A的必要且充分条件。

可看成是求同法的特例。当有关（暴露）因素不是分类的（有或无），而是等级或定量的，并与事件（结局）效应成量变关系（剂量—反应关系），才可以应用共变法。推理公式：事件（效应，A）——有关（暴露）因素。

A ₁，B，C——a ₁，b，c

A ₂，D，E——a ₂，d，e

A ₃，F，G——a ₃，f，g

……——……

所以，a是A的必要条件。

可看成是求异法的特例。对某复合结局事件（A，B，C），已知它的有关（暴露）因素在特定的范围内（a，b，c），通过先前的归纳又知道b说明B，c说明C，那么剩余的a必定说明A。推理形式：

A，B，C——a，b，c

B——b

C——c

所以，剩余a是A的必要条件。

任何经典的归纳推理都可以还原为最初级的形式，即简单枚举法；S类的部分（S ₁，S ₂，S ₃…S _n）具有属性P，并且尚未观察到反例，所以S类全部都具有属性P。对于概率论因果观而言，需要做概率性推广，这就是归纳统计推理，基本形式：

S ₁——P

S ₂——P

S ₃——非P

……——……

S _n——P

（其中m/n部分具有P属性）

所以，S类的m/n部分具有P属性。

病因推断是确定所观察到的病因假设与事件之间的联系是否可能为因果联系的过程。当观察到某因素与所研究的疾病有关联时，还不能轻易做出两者之间有因果关联的结论，必须进行严格的推理，才可确定为因果关联。如经研究证实某病因假设可以成立时，需要进一步综合生物学、临床医学和流行病学三方面的研究结果，利用病因推断标准做出因果推断和病因判定。要判定某种因素是否能成为某病的病因，目前公认的判定标准是：

从时间的顺序来说，前因后果。先有暴露后有发病。在确定先因后果的时间顺序上，实验研究和队列研究最佳。

一般而言，关联的强度越大，该关联的因果可能性就越大。在现场流行病学研究中反映关联强度的指标有比值比OR值（病例对照研究）、相对危险度RR值（队列研究）和预防分数PF值（实验研究）等。当OR值或RR值> 3，并且其95%可信限不包含1时，按一般经验是很难用混杂或偏倚来解释，即两者之间确有关联。另外，在实际研究中还可将暴露因素按剂量进行分级，若某种结局的危险度随着某种暴露因素的数量强度或持续时间的延长而增强，则称为存在着剂量反应关系；该标准对于慢性病的病因研究比较适用，对于传染病的病因研究则适用性不广。

若暴露与疾病的分布一致，即研究资料中暴露（疾病病因）分布与疾病的地区、时间分布相符合或基本符合，则因果关系的可能性更大。

如果通过不同调查，应用不同方法、不同时间在不同的人群中获得相同的关联结论，排除有明确的其他理由来解释不同结果的情况，则研究结果更趋可靠。

某因素与疾病之间存在因果联系，可用生物学知识和现代科学来解释，即言之有理。合理性评价包括客观评价（对于关联的解释与现有理论不矛盾，符合疾病的自然史和生物学原理）和主观评价（评价者从自身的知识背景出发，支持因果假设的把握度）。合理性的判断是受当时的科技发展水平、评价者的知识背景和能力的局限的。

当怀疑病因减少或去除，引起的疾病发生率也下降，这就进一步支持因果关联，终止效应的证据可以来自实验流行病学，自然实验或自发性改变观察到的资料。

仅适用于有特异性致病因子的疾病，如感染性疾病和急性中毒。

一个原因不明疾病的病因研究，依据越充分越好，可靠性越强，并不是要求全部达到上述7条标准，但必须达到7条标准中的第1和第2条，即因素与疾病联系的时间顺序（前因后果）和关联强度（关联强度越大，其因果联系的可能性越大），或第3、第4条，即暴露与疾病分布的一致或重复性；应符合第6条的终止效应；第4和第5条标准如果不吻合，则因果关联的可信度降低；第7条仅作参考。

对于由生物因子（病原体）引起的疾病暴发流行，还需要符合Henle_Koch判定标准。

1.在相应疾病患者中总能检出该病原体（必要病因）。

2.在其他疾病的患者中不能检出该病原体（充分病因）。

3.能从相应疾病患者中分离到该病原体，传过几代的培养物能引起实验动物患相同疾病。

4.能从患该病的动物中分离到相同病原体。

但是在实际工作中，确定一起不明原因疾病的致病因子很少有能符合全部条件的病原体（有些病原体如甲型肝炎病毒，目前还找不到理想的敏感动物，尚未建立动物模型），或者不可能进行如此复杂的验证过程。在实际工作中，要确定一起突发事件的致病原，如果：从一定量的患者中分离到该种病原体；大多数患者感染发病后能产生针对该病原的抗体；用该病原作为病因能较好地解释该病的临床、流行病学特点（合理性），可以解释大部分病例（而不是解释所有病例），则可以确定该病原为引起本次暴发的病原。