根据不同的研究方法、人力、物力及经费来选择不同的调查对象。原则上应保证从研究对象中能获得所需要的流行病学资料。为了保证研究结果的真实性和有较强的说服力，选择的对象必须有代表性。
调查对象可以从地理或行政管理的范围来确定，例如选择一个乡、一个自然村或一个城镇的居民。亦可调查某系统的职工，例如铁路系统的职工及其他职业人群。调查对象可以规定为有某种特征的人群，如已知年龄对所研究的疾病有一定影响，或年龄是一个危险因素，可将研究对象限制在一定年龄范围内。例如，当研究成人的疾病时，可限制只研究20岁以上的人群；如研究儿童或幼儿疾病时，研究对象可限于14岁以下或3岁以内的儿童。
研究对象可以从一个固定的地区中选择，若将一个地区内所有病例均包括在内，称以地区人群为基础（population -based）的研究。如采用医院患者为研究对象，则称以医院为基础（hospital-based）的研究。一般以前者价值较大，因它包括各年龄组、不同性别的各型病例，且具有不同经济条件、不同职业等的病人，这样选择的病人基本上不存在选择偏倚。例如美国Framingham地区进行心血管疾病的研究。它从1948年开始，对仅有28000人口的小镇，在30~62岁约10000例男、女中选择6507名男女人群作为观察对象，每隔两年进行一次血压、体重、血清胆固醇、心电图、吸烟等情况的追踪调查而获得多种有关心血管疾病的资料。
在病例对照研究中，需选择病例组与对照组。为了减少混杂因素的干扰作用，常采用配比方法（matching），在选择对照组时可规定几条必须符合某些配比的条件，例如年龄、性别、职业、居住地区等，使病例组与对照组具有可比性。配比又分个体配比（individual matching）与群体配比（frequency matching）两种，以个体配比较常用。
在定群（队列）研究中，如果暴露人数不多，可全部作为研究对象，但在选择非暴露人群时常需进行抽样调查，多采用随机抽样，以保证非暴露组对象的代表性，一般多采用分层抽样或二阶段抽样法。
在调查研究中，除调查人群外，有时尚需调查生物群，包括动、植物群。不同生物群落与自然疫源性疾病或人类某些疾病均有关。例如调查流行性感冒、流行性乙型脑炎、钩端螺旋体病等，均需调查病原体在猪群中的感染频度、变异情况等。一些非传染性疾病也需调查动、植物群，从而了解它们与人类疾病的关系。例如在肝癌的高发区调查鸭肝癌等。有学者认为对猪群出生缺陷与死产的监测有助于提示环境因素中的致癌物。
在流行病学调查研究中，样本大小是一个很重要的问题，样本太大或太小均不合适。太小可能不存在所要调查特性的个体；太大则又浪费人力、物力等。如果笼统地询问，一次调查须多少人合适？这个问题往往无未能作出一般性回答，因为采用不同的研究方法，其样本含量不一。病例对照研究方法样本需数量不大；而定群研究需要样本量大一般下列几个因素影响样本的大小：
（一）允许误差的大小，允许误差大则样本可小些。
（二）对调查结果的精确度要求（即α与β值），要求精确度高，则样本要大。
（三）调查对象的总体中，如各单位间差异大，则样本应大；如各单位间齐性高，则样本可小。
（四）所调查疾病的预期患病率高，则样本可小；反之则样本应大。
各种研究方法所需样本的大小，将在以后各章节中具体介绍。