Методы, применяемые гигиеной для выполнения своих задач, весьма разнообразны. Будучи тесно связана с химией, физикой, биологией, физиологией, клинической медициной, медицинской статистикой и рядом других дисциплин, гигиеническая наука в процессе своего развития использовала многие современные тончайшие методы исследований для изучения внешней среды, ее влияния на человека и разработки комплекса гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий.
В гигиене широко используются химические методы исследования. Этими методами проводятся анализы химического состава воздуха, определение различных химических загрязнений воздушной среди (газы, пыль, дым). Существенную роль играют физические методы для исследования температуры, влажности, движения воздуха, шума, теплового изучения и др. При этом для тонкого анализа используются многие весьма совершенные физико-химические методики (рефрактометрия, полярография, фотоколориметрия, спектральный анализ). За последние годы в связи с появлением радиационного фактора стали широко применяться методы оценки радиоактивности воздушной среды, воды, пищевых продуктов и др. Бактериологические методы применяются для характеристики обсеменности воздуха, воды, пищи, почвы и прочих объектов внешней среды, которые могут оказаться причиной заражения людей инфекционными болезнями. Экспериментально-токсикологические методы, дающие, в частности, возможность в опытах на животных установить предельно допустимые (безвредные для организма) концентрации ядовитых примесей в воздухе, питьевой воде, продуктах питания и др. Клинические методы, применение которых позволяет выявить в организме людей такие изменения, которые возникают в результате воздействия на человека различных вредных факторов окружающей среды. В качестве примера можно указать на тщательные клинические исследования при периодических медицинских осмотрах работающих во вредных цехах. Статистические методы (математическая статистика) позволяют проанализировать динамику естественного движения населения (рождаемость, смертность, прирост населения), заболеваемости, физического развития и т. п., сопоставить полученные данные с условиями жизни, быта и труда в СССР и других странах, установить роль социальной среды в общественном здоровье.
Особое место среди используемых в гигиене методов занимает санитарное обследование, заключающееся в общем санитарном описании обследуемого объекта (водоема, жилища, школы, столовой и т. п.). Применяя в этих случаях простейшие методики (измерение кубатуры, характеристика санитарного состояния помещений, выявление возможных источников загрязнения воздуха, воды, почвы), удается наметить характер требуемых объективных лабораторных исследований, которые дадут возможность количественно оценить санитарные нарушения, а в дальнейшем сравнить их с установленными гигиеническими нормативами, принять необходимые меры к их устранению.
Следует отметить тесную связь гигиены с эпидемиологией — наукой, которая с давних пор пользуется санитарной практикой для выполнения своей ведущей цели — профилактики и борьбы с эпидемическими заболеваниями.