En 1971 Omran presenta la teoría de la transición epidemiológica, modelo con el que pretende superar los límites explicativos del enfoque de la transición demográfica. El elemento central de este modelo es el análisis de la mortalidad y su evolución. En las últimas décadas, ha sido una y otra vez revisado con el fin de incorporar tanto las transformaciones acaecidas en los países occidentales como la diversidad de los comportamientos que coexisten en el mundo. Se trata de una mirada amplia, que abarca las enfermedades y la mortalidad no desde una perspectiva individual, sino incidiendo en los modelos de cambio que éstas desarrollan.
Esta teoría, basada principalmente en la epidemiología, analiza la evolución de los patrones de morbilidad y mortalidad, sus determinantes demográficos, socioeconómicos y biológicos, así como sus consecuencias. A partir de los resultados de este análisis se han distinguido tres etapas en la historia de la humanidad:
- Etapa de las pestes y las hambrunas.- Caracterizada por: mortalidad elevada y fluctuante, esperanza de vida al nacer baja -entre 20 y 40 años-, y tasas de mortalidad infantil superiores al 200 por mil. En cuanto a los patrones de mortalidad, están relacionados con enfermedades infecciosas y contagiosas y las derivadas de la malnutrición y la reproducción humana. La mortalidad es el elemento central de la dinámica demográfica.
- Etapa del descenso de las enfermedades infecciosas.- Desciende la incidencia de las enfermedades transmisibles y, con ella, la mortalidad. La esperanza de vida se sitúa en el rango de edad de 30 a 55 años y aumenta la mortalidad provocada por cánceres y enfermedades del aparato circulatorio.
- Etapa de las enfermedades degenerativas y de sociedad.- Se estabiliza el descenso de la mortalidad, alcanzándose esperanzas de vida al nacer por encima de los 70 años. Los patrones de mortalidad aparecen dominados por enfermedades degenerativas y de sociedad, es decir, aquéllas derivadas de accidentes laborales y de tráfico, drogodependencias y trastornos mentales. La fecundidad es el elemento central de la dinámica demográfica.
Esta transición beneficia principalmente a las mujeres en edad reproductiva y a las criaturas, puesto que supone el paso de unos patrones de mortalidad con alta incidencia en las edades infantiles a una mortalidad concentrada en las edades avanzadas. Evidentemente, la cronología, los determinantes y las consecuencias del proceso no han sido territorialmente homogéneas. Así, Omran distingue cuatro modelos transicionales: el clásico u occidental (Francia, EE.UU, Inglaterra), la variante acelerada del modelo clásico (Japón y los países de Europa del Este), el modelo retrasado (los países en vías de desarrollo) y la variante transicional del modelo retrasado (Taiwan y Corea del Sur, entre otros).
Al igual que la teoría de la transición demográfica, la transición epidemiológica ha sido criticada por su carácter lineal y por la excesiva referencialidad de la experiencia europea tanto en su formulación como en su caracterización territorial. Ligada a esta visión evolucionista se apunta, por un lado, la idea de la irreversibilidad del aumento de la esperanza de vida, por otro, que no se contempla la posibilidad de reaparición de algunas enfermedades infecciosas. Ambas cuestiones han sido en la práctica refutadas por la propia evolución de los patrones de salud y mortalidad de la población mundial. Además, el inicio y el final de la transición no están claramente definidos. Por último, existen ciertas dudas con respecto al elemento catalizador, ¿se trata de un cambio en las causas que originan la muerte o del calendario de la misma? ¿Hay un cambio en el patrón de morbi-mortalidad o lo que sucede es que las personas mueren con más edad?