Sélection des cas: dans l'approche cas-témoins,
les cas peuvent correspondre à des cas incidents ou à des cas prévalents.

Cas prévalents: La prévalence, mesure proportionnelle à l'incidence mulitipliée par la durée de la maladie, est influencée par la mortalité, le traitement et la résolution spontanée de la maladie. Cette mesure est acceptable dans un contexte analytique uniquement lorsque l'issue étudiée est une condition chronique, non traitable et non fatale.

Cas incidents: il est généralement préférable de mesurer les cas incidents de M. Ceci permet d'estimer l'association entre une exposition et le spectre global de la maladie (des cas très peu sévères aux cas fatals). Il faut s'assurer que tous les cas incidents de l'issue étudiée soient identifiés afin que la distribution de l'exposition parmi les cas représente réellement ce qui se passe dans la population d'origine.

Sélection des témoins: Il s'agit du défi majeur des études cas-témoins: identifier puis échantillonner la population dont proviennent les cas. Le but du groupe témoin est de représenter, de la façon la plus fiable possible, l'expérience de l'exposition dans la population d'origine. On peut définir le groupe témoin comme suit: groupe d‘individus dont le statut d'exposition informe sur la distribution de l'exposition parmi les individus ou les personne-temps dont proviennent les cas.

La population d'origine est soit une cohorte
fermée (figure), soit une cohorte ouverte (figure).