A nutrologia é uma ciência, assim como a química, a biologia e a física são ciências. Sendo a nutrologia uma ciência, envolve investigação e utilização de métodos científicos para responder a questões. As perguntas que os pesquisadores de nutrologia fazem muitas vezes são sobre quais alimentos e quanto desses alimentos as pessoas deveriam comer. Os estudos de pesquisa são projetados para responder a perguntas específicas. Os estudos podem diferir no seu desenho e no método que utilizam para responder a uma pergunta.
Por exemplo, para responder à pergunta “O que posso comer para evitar o câncer?” um cientista poderia coletar informações sobre as dietas de grupos de pessoas durante muitos anos e ver quais pessoas tiveram câncer e quais não. O cientista então compararia as dietas desses dois grupos. Outro cientista pode conduzir um estudo de intervenção onde as pessoas são designadas aleatoriamente para seguir ou não uma determinada dieta ou para usar ou não um determinado alimento ou suplemento. O cientista determinaria então o efeito da intervenção na saúde dos sujeitos. Um terceiro cientista poderia usar células, tecidos ou animais para avaliar os efeitos de um determinado nutriente na ocorrência do câncer.
Esses tipos de estudos são exemplos de estudos epidemiológicos, clínicos e laboratoriais, respectivamente. A maioria dos cientistas vê vantagens e desvantagens em cada tipo de estudo.
Epidemiologia é o estudo das populações. Muitas vezes, em estudos epidemiológicos, pede-se às pessoas que descrevam as suas dietas, sejam elas atuais ou passadas. As quantidades de diferentes substâncias nas suas dietas são então correlacionadas com a incidência de certas doenças ou condições. Os estudos epidemiológicos também podem medir os níveis de substâncias como vitaminas ou minerais no sangue ou na urina e tentar correlacionar esses níveis com a dieta ou a saúde.