V kontextu veřejného zdraví popisuje Světová zdravotnická organizace (WHO) implementační výzkum jako formu výzkumu, která „řeší překážky implementace, identifikuje optimální přístupy pro konkrétní prostředí a podporuje zavádění výsledků výzkumu: v konečném důsledku vede ke zlepšení zdravotní péče a jejího poskytování“. WHO identifikuje čtyři významné charakteristiky implementačního výzkumu: je systematický, multidisciplinární, kontextuální a komplexní. V širším pojetí je implementační výzkum definován jako „vědecké zkoumání otázek týkajících se implementace – aktu uskutečnění záměru, kterým ve zdravotnickém výzkumu mohou být politiky, programy nebo jednotlivé postupy (souhrnně nazývané intervence).“
V implementačním výzkumu ve zdravotnictví se používá řada kvalitativních a kvantitativních výzkumných metod. Některé metody byly vyvinuty speciálně pro účely implementačního výzkumu. Jedná se o pragmatické studie, participativní akční výzkum, hybridní studie účinnosti a implementace a studie zlepšování kvality. Přehled návrhů studií v implementačním výzkumu z roku 2018 zjistil, že randomizované návrhy, jako jsou klastrové RCT, byly použity v 77 % případů a 61 % studií zahrnovalo jak kvantitativní, tak kvalitativní metody.
Pracovní skupina výzkumných pracovníků v oblasti veřejného zdraví navrhla standard pro vykazování implementačních studií (StaRI) v oblasti veřejného zdraví.