L’utilisation de modèles hiérarchiques s’est développée en recherche biomédicale afin d’étudier l’ensemble des déterminants de santé, et non seulement ceux liés aux caractéristiques individuelles des patients. De ce fait, une meilleure connaissance de ces modèles est nécessaire, afin d’identifier les questions auxquelles ces modèles peuvent répondre, mais également leurs limites. Ces modèles permettent la prise en compte de la structure hiérarchique des données entraînant une meilleure estimation de l’effet des variables explicatives ainsi que la mise en évidence d’un effet de « l’environnement » (voisinage, centre de traitement, même essai thérapeutique par exemple) sur les événements de santé. Ils donnent également la possibilité d’étudier les facteurs expliquant cet effet de « l’environnement ». En revanche, ils sont plus complexes à mettre en œuvre et, surtout, ils nécessitent une réflexion approfondie sur les variables à inclure dans le modèle et sur la manière dont l’environnement étudié est supposé impacter l’état de santé des patients. Cet article a pour objectif de présenter le rationnel pour l’utilisation de modèles hiérarchiques dans la recherche en santé publique et en néphrologie. Nous avons essayé de réaliser une présentation simple de ces modèles en illustrant leur application dans le champ de la néphrologie et d’en discuter les principales limites.