Аналитическая методология может быть разделена на четыре последовательных этапа: методика, метод, процедура и протокол. Методика (техника) — это научный принцип, который рационализирует определенное явление посредством химических измерений. Адаптация методики для анализа интересующего образца называется методом. Процедура описывает указания по выполнению анализа с помощью аналитического метода. Протокол — это подробные указания к процедуре, которые следует строго соблюдать для получения желаемых результатов.

Аналитические методы можно разделить на классические и инструментальные. Классические аналитические методы используют мокрые химические процессы, такие как осаждение, экстракция или дистилляция, для отделения интересующего компонента (аналита) от остальных материалов (матрицы) в образце. Инструментальные аналитические методы используют приборы для измерения физических свойств аналита, таких как проводимость, электродный потенциал, отношение массы к заряду, а также поглощение или испускание света. Аналитический метод выбирается на основе требуемой точности, прецизионности, чувствительности, селективности, надежности, прочности, масштаба операции, времени анализа, доступности оборудования и стоимости.