Trong bối cảnh y học lâm sàng, các bác sĩ thường xuyên phải đưa ra những quyết định quan trọng trong các tình huống phức tạp, nơi có nhiều lựa chọn chẩn đoán và điều trị khác nhau. Quá trình ra quyết định này thường diễn ra một cách ngầm định (implicit), dựa trên các thuật toán nội bộ và các lối tắt tư duy (heuristics) mà bác sĩ đã tích lũy theo thời gian.
Phân tích quyết định (Decision analysis) là một đánh giá định lượng về các kết cục thu được từ một tập hợp các lựa chọn trong một tình huống lâm sàng cụ thể. Ngoại trừ từ "định lượng", định nghĩa này không có gì khác biệt so với quá trình ra quyết định lâm sàng được các bác sĩ thực hiện hàng ngày. Tuy nhiên, bằng cách yêu cầu một cấu trúc mô hình cụ thể và việc đánh giá các khả năng (xác suất) cũng như giá trị của các kết cục khác nhau, phân tích quyết định giúp quá trình này trở nên tường minh (explicit), tạo điều kiện thuận lợi cho việc xem xét, thảo luận và phản biện khoa học.
Các mô hình quyết định thường được sử dụng như một công cụ phân tích để tiến hành các phân tích chi phí - hiệu quả (cost-effectiveness analyses), vì phương pháp luận phân tích quyết định có thể được dùng để tìm giá trị kỳ vọng của hầu hết mọi kết cục. Phạm vi các vấn đề lâm sàng phù hợp với phân tích quyết định là rất rộng lớn, với hai yêu cầu chính: vấn đề phải tập trung vào một quyết định cụ thể cần được đưa ra, và quyết định đó phải liên quan đến một sự đánh đổi (tradeoff). "Đánh đổi" có nghĩa là không có lựa chọn nào được xem xét là vượt trội một cách tuyệt đối (unambiguously superior) so với các lựa chọn khác.
Nhìn chung, các phân tích quyết định được xây dựng nhằm: hỗ trợ ra quyết định lâm sàng cho một bệnh nhân cụ thể; ước tính các chiến lược tối ưu cho các nhóm bệnh nhân có các đặc điểm lâm sàng cụ thể trong những tình huống nhất định; liên kết các ước tính về cả kết cục lâm sàng và kinh tế (phân tích chi phí - hiệu quả) nhằm cung cấp thông tin cho các câu hỏi về chính sách y tế; và cung cấp các ước tính về kết cục kỳ vọng trong những tình huống mà các phương pháp cổ điển như thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng (RCT) là bất khả thi hoặc không thực tế. Việc áp dụng phân tích quyết định để đánh giá các lựa chọn cho một bệnh nhân duy nhất mang lại nhiều ưu thế: đặt vấn đề vào một bối cảnh phân tích tường minh buộc các bác sĩ lâm sàng phải làm rõ các giả định của họ, đồng thời một mô hình có cấu trúc sẽ nhanh chóng làm rõ các điểm bất đồng về mặt lâm sàng. Ngoài ra, phân tích quyết định có thể tích hợp trực tiếp các khía cạnh về chất lượng cuộc sống và cách bệnh nhân đánh giá các kết cục khác nhau.
