Az epidemiológiai vizsgálatok megfigyeléses jellegűek, ami azt jelenti, hogy a kutató nem ellenőrzi a résztvevők kockázati tényezőnek való kitettségét. Ez zavaró változókhoz vezethet, amelyek olyan tényezők, amelyek befolyásolják a vizsgálat eredményét, de nem veszik figyelembe a vizsgálat tervezésében. Például egy olyan tanulmányt, amely a dohányzás és a tüdőrák közötti kapcsolatot vizsgálja, más tényezők is összezavarhatják, mint például az életkor, a nem és a társadalmi-gazdasági állapot. Ezek a tényezők potenciálisan befolyásolhatják a tüdőrák kockázatát, és megnehezíthetik a dohányzás valódi hatásának meghatározását.
Az epidemiológiai vizsgálatok másik gyengesége, hogy nehéz minden lehetséges torzítást ellenőrizni. Elfogultság akkor fordulhat elő, ha a vizsgálati terv vagy az adatgyűjtési folyamat előnyben részesíti az egyik eredményt a másikkal szemben. Például egy saját bevallású adatokra támaszkodó tanulmány elfogult lehet, ha a résztvevők nagyobb valószínűséggel számolnak be bizonyos viselkedésekről vagy tünetekről, mint mások.
Végül az epidemiológiai vizsgálatok időigényesek és költségesek lehetnek. Ez korlátozhatja az elvégezhető vizsgálatok számát, és megnehezítheti a ritka betegségek vagy állapotok tanulmányozását.