Økologisk fejlslutning, også kaldet økologisk inferensfejl, i epidemiologi, fejl i ræsonnementet, der opstår, når der drages en konklusion om et individ baseret på aggregerede data for en gruppe. I økologiske undersøgelser (observationsundersøgelser af sammenhænge mellem risikomodificerende faktorer og sundhed eller andre resultater i populationer) resulterer aggregeringen af data i tab eller tilsløring af visse detaljer af information. Statistisk set er der en tendens til, at en korrelation er større, når en sammenhæng vurderes på gruppeniveau, end når den vurderes på individniveau. Ikke desto mindre kan der gå detaljer om enkeltpersoner tabt i aggregerede datasæt. Der findes en række eksempler på økologisk fejlslutning; tre er beskrevet i denne artikel.
I det første eksempel ønsker forskere at undersøge sammenhængen mellem indfødsret (repræsenteret ved den procentdel af befolkningen, der er født i udlandet) og læse- og skrivefærdighed (repræsenteret ved den procentdel af befolkningen, der kan læse og skrive), med beregninger baseret på befolkninger i forskellige amerikanske stater. I en sådan undersøgelse kan korrelationer blive meningsløse, hvis udenlandsk fødte personer har en tendens til at bo i stater, hvor de indfødte er mere læse- og skrivekyndige.
I et andet eksempel fandt forskerne i en undersøgelse, der skulle undersøge sammenhængen mellem kost, livsstil, hjertesygdomme og slagtilfælde, at det gennemsnitlige blodtryk ved indgangen og dødeligheden af slagtilfælde var omvendt korreleret for visse kohorter (undersøgelsesgrupper) af mænd i alderen 45 til 59 år med 25 års opfølgning. Fundet var i modstrid med forventningerne. Efterfølgende analyser udført på individniveau viste, at sammenhængen mellem blodtryk og dødelighed som følge af slagtilfælde var stærkt positiv i de fleste af undersøgelsesgrupperne. Forklaringen på dette paradoks er, at inden for hver kohorte havde personer, der havde haft et slagtilfælde, og som var døde af et slagtilfælde, tendens til at have et højt blodtryk. Men når de individuelle værdier i hver kohorte blev gennemsnitliggjort og brugt til at beregne sammenhængen, kan kohorter med højere gennemsnitlige blodtryk have vist sig at have mindre dødelighed, simpelthen på grund af heterogeniteten i korrelationerne blandt kohorterne.
I et tredje eksempel fandt forskerne, at dødeligheden af brystkræft var signifikant højere i lande med et højt fedtforbrug sammenlignet med lande med et lavt fedtforbrug. Dette er en association for aggregerede data, hvor observationsenheden er et land. I lande med mere fedt i kosten og højere forekomst af brystkræft er der således ikke nødvendigvis større sandsynlighed for, at kvinder, der spiser fede fødevarer, får brystkræft i lande med mere fedt i kosten. Man kan ikke være sikker på, at brystkræfttilfældene havde et højt fedtindtag.
For at kunne afgøre, om økologiske hypoteser, der er genereret af analyser på gruppeniveau, er sande for enkeltpersoner, skal der indsamles data på individniveau. Til kausal inferens er individuelle data påkrævet for at tage hensyn til populationsheterogenitet og forvekslingsbias.