Epidemioloģija ir cilvēku veselības izpēte populācijās, nevis indivīdos. Tajā tiek pētīti slimību cēloņi, konkrētas slimības izplatīšanās veids un slimību kontrole. Epidemioloģija burtiski ir epidēmiju izpēte.
Epidemioloģija pirmo reizi kļuva par problēmu, kad cilvēku populācijas sāka pulcēties pilsētās. Bez kaut kādas rudimentāras epidemioloģijas infekcijas slimību uzliesmojumu kontrole nebūtu bijusi iespējama. Vienkārša karantīna var ietvert dažas slimības, kas tiek pārnestas no cilvēka uz cilvēku, taču ir nepieciešama lielāka sarežģītība, lai apturētu tādu slimību izplatīšanos, kuru cēlonis nav tik acīmredzams, piemēram, holēra.
Epidemioloģija izmanto plašu zinātnisko instrumentu klāstu, sākot no medicīnas un statistikas līdz socioloģijai un antropoloģijai. Daudzas slimības seko iedzīvotāju migrācijas plūsmai, tāpēc izpratne par to, kā migrantu populācija mainās atkarībā no gadalaikiem, ir ļoti svarīga, lai izprastu konkrētas slimības izplatību šajā populācijā. Epidemioloģija ir saistīta ne tikai ar slimību izplatību, bet arī ar to cēloni — ja holēras uzliesmojumu var izsekot, piemēram, konkrētam piesārņotam ūdens avotam, slimību var efektīvi apturēt, slēdzot piekļuvi šim ūdens avotam. .
Dažkārt kādas konkrētas veselības problēmas cēloni var parādīt tikai statistiski — šeit epidemioloģijai ir visgrūtāk izdarāms gadījums. Tas, ka smēķēšana ir vairāku veselības problēmu faktors, līdz šim ir pierādīts tikai statistiski, lielos iedzīvotāju pētījumos. Atsevišķu plaušu vēža gadījumu nevar pierādīt, ka to izraisījusi smēķēšana, kas diemžēl dod zināmu intelektuālo kustību tiem, kuri izvēlas neticēt, ka smēķēšana ir neveselīga.
Daudzas vides faktoru izraisītas veselības problēmas ir risināmas tikai ar epidemioloģijas palīdzību. Piemēram, saslimstības pieaugumu ar vēzi piesārņojuma avota tuvumā nevar redzēt, aplūkojot atsevišķus gadījumus, bet tikai aplūkojot statistiku par visu teritoriju. Epidemioloģija ir galvenais ierocis sabiedrības veselības jomā, un epidemiologi bieži vien ir mūsu pirmā un pēdējā aizsardzība.