Các nghiên cứu đoàn hệ (hay còn gọi là nghiên cứu thuần tập) là các nghiên cứu theo dõi hay nghiên cứu mới mắc, khởi đầu bằng 1 nhóm người không mắc bệnh, được chia thành các nhóm con tuỳ thuộc vào tình trạng phơi nhiễm với 1 nguyên nhân gây bệnh tiềm tàng hay một tình trạng sức khoẻ. Các biến quan tâm được cụ thể hoá và được đo lường, và toàn toàn bộ nhóm thuần tập được theo dõi để xem xét sự phát triển bệnh (hoặc tình trạng sức khoẻ), sau đó khác nhau như thế nào giữa các cá thể có và không phơi nhiễm.

Sơ đồ hướng điều tra của 1 nghiên cứu đoàn hệ

- Nghiên cứu  đoàn hệ tiền cứu (prospective): là nghiên cứu đoàn hệ mà lúc bắt đầu tiến hành nghiên cứu thì hậu quả chưa xảy ra. Sau khi lựa chọn vào các nhóm nghiên cứu (nhóm có tiếp xúc và nhóm không tiếp xúc) và tiến hành theo dõi thì hậu quả mới xảy ra.

- Nghiên cứu đoàn hệ hồi cứu (retrospective): trong nghiên cứu này, tại thời điểm nghiên cứu bắt đầu thì sự tiếp xúc và bệnh (hay hậu quả của sự tiếp xúc) đã xảy ra rồi. Kiểu nghiên cứu này thường dùng trong nghiên cứu bệnh nghề nghiệp.

- Nghiên cứu đoàn hệ vừa hồi cứu vừa tiền cứu: trong 1 vài trường hợp nghiên cứu đoàn hệ không lưu ý đến chiều thời gian. Các tác giả kết hợp giữa nghiên cứu hồi cứu và nghiên cứu tiền cứu. Nghĩa là các số liệu thu thập vừa hồi cứu vừa tiền cứu trong 1 đoàn hệ.

- Nghiên cứu đoàn hệ lồng ghép với nghiên cứu bệnh chứng: trong nghiên cứu đoàn hệ tiền cứu hay hồi cứu có thể lồng ghép nghiên cứu bệnh chứng vào.

Ưu điểm của nghiên cứu đoàn hệ:

+ Mối quan hệ thời gian giữa tiếp xúc – bệnh tật thể hiện rõ nét trong nghiên cứu này bởi vì vào thời điểm bắt đầu nghiên cứu các đối tượng đưa vào trong nghiên cứu hoàn toàn chưa có ai mắc bệnh.

+ Nghiên cứu đoàn hệ có ưu điểm lớn khi nghiên cứu hậu quả của các tiếp xúc hiếm vì ngay từ thời điểm bắt đầu nghiên cứu đã tập trung chọn các đối tượng có tiếp xúc và không tiếp xúc.

+ Nghiên cứu đoàn hệ cho phép tính chính xác cỡ mẫu cần thiết cho nghiên cứu ở nhóm tiếp xúc và không tiếp xúc.

+ Nghiên cứu đoàn hệ cho phép xác định nhiều hậu quả đối với 1 yếu tố tiếp xúc duy nhất.

Hạn chế của nghiên cứu đoàn hệ:

- Số lượng trong nghiên cứu đoàn hệ thường lớn nên tốn kém thời gian, tiền bạc và công sức.

- Dễ bị mất dấu vì thời gian nghiên cứu kéo dài. Nếu đối tượng nghiên cứu bị mất dấu không theo dõi được quá lớn thì ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu. Và trường hợp này đôi khi, sự so sánh tỷ lệ bệnh không còn ý nghĩa.