A két- és többváltozós elemzések statisztikai módszerek az adatminták közötti kapcsolatok vizsgálatára. A kétváltozós elemzés két párosított adatsort vizsgál, megvizsgálva, hogy van-e kapcsolat közöttük. A többváltozós elemzés két vagy több változót és elemzést használ, amelyek adott esetben korrelálnak egy adott eredménnyel. A cél az utóbbi esetben annak meghatározása, hogy mely változók befolyásolják vagy okozzák az eredményt.
A kétváltozós elemzés két adatsor viszonyát vizsgálja, egyetlen mintából vagy egyénből vett megfigyelések párjával. Mindegyik minta azonban független. Az adatokat olyan eszközök segítségével elemzi, mint a t-tesztek és a chi-négyzet tesztek, hogy lássa, korrelál-e a két adatcsoport egymással. Ha a változók kvantitatívak, akkor általában egy scatterplot-on ábrázolják őket. A kétváltozós elemzés a korreláció erősségét is megvizsgálja.
A kétváltozós elemzés egyik példája egy kutatócsoport, amely mind a férj, mind a feleség életkorát egyetlen házasságban rögzíti. Ezek az adatok párosítva vannak, mert mindkét életkor ugyanabból a házasságból származik, de független, mert egy ember életkora nem okoz más ember életkorát. Az adatokat összefüggés szerint ábrázolja: az idősebb férjeknek vannak idősebb feleségeik. Második példa az egyének tapadási és karerősségének mérése. Az adatok párosítva vannak, mert mindkét mérés egyetlen embertől származik, de független, mert különböző izmokat használnak. Számos egyén adatait ábrázolja, hogy összefüggést mutasson: a nagyobb tapadásszilárdságú embereknél a karok erősebbek.
A többváltozós elemzés több változót is megvizsgál, hogy egy vagy több előrejelezzen-e egy bizonyos eredményt. A prediktív változók független változók, és az eredmény a függő változó. A változók lehetnek folytonosak, vagyis lehetnek értéktartományaik, vagy lehetnek dichotómok, vagyis egy igen vagy nem kérdésre adják a választ. A többváltozós elemzés során a többszörös regresszióanalízis a leggyakoribb módszer arra, hogy összefüggéseket találjon az adatsorok között. Mások közé tartozik a logisztikai regresszió és a többváltozós varianciaanalízis.
A többváltozós elemzést a kutatók egy 2009-es Journal of Pediatrics tanulmányban alkalmazták negatívnak az életesemények, a családi környezet, a családi erőszak, a médiában elkövetett erőszak és a depresszió előre jelzik a fiatalok agresszióját és zaklatás. Ebben az esetben negatív életesemények, családi környezet, családi erőszak, médiaerőszak és depresszió voltak a független prediktor változók, az agresszió és a zaklatás pedig a függő eredmény változók. Több mint 600, átlagosan 12 éves korú alany kérdőívet kapott, hogy meghatározzák a prediktor változókat az egyes gyermekekre. Egy felmérés meghatározta az egyes gyermekek eredményváltozóit is. Az adatsor tanulmányozásához több regressziós egyenletet és strukturális egyenlet modellezést használtak. A fiatalok agresszióját a negatív életesemények és a depresszió határozták meg legerősebben.