מקור השם ביוונית: אפידמיה פירושו "מגפה" ולוגיה פירושו "ידע". המילה אפידמיה מורכבת מאפי ("בתוך") ודמוס ("עם").
הענף חוקר את תפוצתן של מחלות, דרכי הפצתן, והסיכון היחסי שלהן ומנסה לפתח שיטות למניעתן – כל זאת בקרב האוכלוסייה ולא ברמה המולקולרית, התאית או הפיזיולוגית (הענף החוקר את פעולתן של מחלות ברמות אלו נקרא פתולוגיה).
בראשית דרכה האפידמיולוגיה עסקה רבות במחלות מידבקות ובפיקוח על גורמים המעודדים מחלות אלו, כגון תברואה והיגיינה ירודות, חוסר מוּדעוּת באוכלוסייה, הימנעות מחיסונים ועוד. להלן כמה נושאים לדוגמה בהם עוסקת האפידמיולוגיה:
תפוצתן של מחלות כלי דם, כגון טרשת העורקים, עלתה עשרות מונים במחצית השנייה של המאה ה-20. הסיבה לכך היא האכילה המוגברת של מזון מהיר עתיר שומנים וכולסטרול. במדינות העולם השלישי, בהן המזון המהיר אינו כה נפוץ, שיעור הסובלים מהתקפי לב נמוך משמעותית מאשר במדינות המערב. ביפן, המשתייכת במובנים רבים לעולם המערבי, מהווים הדגים מרכיב ראשי בתזונה. היות שהיפנים צורכים פחות בשר, והיות שדגים מכילים חומרים רבים המשפרים את מצב כלי הדם, סובלים היפנים מפחות התקפי לב. למרות זאת, הדגים הנצרכים ביפן מכילים לרוב מלח בריכוז גבוה, דבר הגורם ללחץ דם גבוה יחסית בקרב תושבי יפן.
מחלת קורו היא מחלת מוח קטלנית הנגרמת על ידי פריון. המחלה הייתה ידועה בקרב שבטים מסוימים בפפואה ניו גיני בלבד, ובמשך שנים לא היו ידועים מקורה ודרך התפשטותה. ב-1957 התגלה כי אורח החיים הקניבלי של השבט גרם להתפשטות המחלה; אכילתם של מוחות נגועים של בני שבט שמתו גרם להעברת הפריון בין בני השבט. בשנות ה-70 פסק מנהג הקניבליזם והמחלה נעלמה מן העולם. מחלת הפרה המשוגעת, אשר התפרצה בבריטניה באמצע שנות ה-90, דומה מאוד לקורו ונגרמת אף היא על ידי פריון. לאחר ההתפרצות עברה המחלה מהבקר אל כמה אנשים אשר צרכו בשר טחון שהכיל רקמות מוח נגועות בפריון. כשהפריון עובר מפרות אל האדם הוא גורם למחלת קרויצפלד יקוב.
מאז הופעתה של מחלת האיידס, בסוף שנות ה-70, הפכה המחלה למגפה עולמית. רובם המוחלט של החולים במחלה הקטלנית משתייכים למדינות העולם השלישי. אפריקה נפגעה קשות מהמחלה, ובמדינות מסוימות בה כשליש מהאוכלוסייה נושאת את הנגיף, דבר בעל השלכות עצומות על העתיד הכלכלי והחברתי של יבשת זו. בעולם המערבי נפוצה המחלה פחות, זאת עקב מודעות רבה לקיום יחסי מין בטוחים, וכן נגישות גבוהה לאמצעי מניעה.
תסמונת המוות בעריסה זכתה למחקר אפידמיולוגי רב. נמצא שהיא מצויה במתאם גבוה עם מנח התינוק על הבטן, עם עישון פסיבי ועם עודף חימום הבית בחורף. אולם הסיבה למוות בעריסה נותרה עלומה, משום שלא נמצא אורגניזם מודל כדי לבדוק השערות הנובעות ממתאמים אלה.
שִׁעוּר הִמָּצְאוּת (Prevalence) שיעור הימצאות מתייחס לכמות החולים במחלה מסוימת באוכלוסייה מסוימת ובזמן מסוים ביחס לסך האוכלוסייה באותו הזמן. שיעור הימצאות מוכפל בדרך כלל בעשר בחזקת מעריך כלשהו ().
שיעור היארעות (Incidence) – שיעור היארעות מתאר את ההסתברות לחלות במחלה. את שיעור ההיארעות מחשבים על ידי חלוקת מספר החולים החדשים בתקופת זמן מסוימת בסך האוכלוסייה בסיכון. הכפלת התוצאה באלף למשל, תיתן את שיעור ההיארעות לאלף אנשים.
שיעור קטלניות (Case fatality) – שיעור המתים ממחלה מסוימת. מחושב על ידי חילוק מספר המתים במספר המתים פלוס מספר המבריאים. שיעור קטלניות מחושב בדרך כלל לתקופה מסוימת, כלומר מספר המתים בתקופה מחולק במספר החולים באותה התקופה.
שיעור תמותת תינוקות – (Infant mortality rate – IMR) שיעור תמותת התינוקות מתייחס למספר התינוקות שנולדו-חיים בשנה קלנדרית אחת ושנפטרו לפני גיל שנה מתוך כלל לידות החי באותה שנה.
שיעור תמותת ילדים – (Child mortality) שיעור תמותת הילדים שטרם הגיעו לגיל 5.
מספר הנדרש לטיפול (Number needed to treat) – מספר האנשים הממוצע שצריכים לעבור טיפול כדי למנוע מקרה רע אחד.
חקירה אפידמיולוגית היא מחקר, הנערך לרוב על ידי רשויות הבריאות הממלכתיות, ותפקידו הוא להתחקות על מהלך התפרצות מגפה ברמת הפרט.