Aan kwaliteitsverbetering gaat het betrouwbaar meten van de (huidige) kwaliteit en veiligheid van de patiëntenzorg vooraf. In deze diagnostische fase spreekt men van probleemidentificatie (waar zijn de problemen in de zorg en hoe ernstig zijn deze?) en probleemanalyse (welke oorzaken zijn er voor de problemen?). De meetmethoden voor probleemidentificatie en -analyse moeten voldoen aan strikte psychometrische kenmerken van validiteit, betrouwbaarheid en bruikbaarheid. Bij het analyseren van de oorzaken van suboptimale kwaliteit is een kwalitatieve aanpak met interviews, observaties en documentenanalyse meestal noodzakelijk.
Op grond van de analyse van de huidige zorg, de gevonden oorzaken voor suboptimale zorg en ervaringen met verbeterstrategieën door derden kan een passende verbeter- en een implementatiestrategie worden geformuleerd. Hierbij kan men een gefundeerd oordeel vellen over de te verwachten effecten door gebruik te maken van gecombineerd onderzoek, zoals systematische literatuurreviews naar het effect van verbeterstrategieën.
Implementatie- en verbeterstrategieën zijn vaak opgebouwd uit meerdere onderdelen, zoals psychosociale, management- en economische componenten. Idealiter is de interventie gericht op het macro-, meso- en microniveau van de gezondheidszorgpiramide.
Bij het wetenschappelijk onderzoek naar de effecten van implementatie- en verbeterstrategieën kan men gebruikmaken van diverse onderzoeksopzetten, van eenvoudige voor- en nametingen tot diverse typen van randomized controlled trials. De cluster controlled trials en het stepped wedge design zijn voorbeelden van onderzoeksopzetten die toegesneden lijken op kwaliteitsverbeteronderzoek.