Doelgroeponderzoek wordt op verschillende manieren uitgevoerd. Zo kan door middel van (online) kwantitatief onderzoek inzicht worden gegeven of er verschillende segmenten te onderscheiden zijn. Vaak zijn er voor een specifiek product of dienst namelijk meer dan één interessante doelgroep, maar zijn er per doelgroep ook nog meerdere segmenten van elkaar te onderscheiden. Door middel van kwantitatief onderzoek kunnen deze doelgroepen blootgelegd worden en kan bovendien per doelgroep gedetailleerd inzicht worden gegeven in het gedrag en de aspecten die een belangrijke rol spelen.
Een andere manier om doelgroeponderzoek uit te voeren, is door middel van kwalitatief onderzoek, bijvoorbeeld in de vorm van diepte interviews of een Online Community. Soms is dit een aanvulling op het eerder benoemde kwantitatieve onderzoek, omdat op deze manier de diepgang en de dialoog met de doelgroep kan worden aangegaan. Anderzijds is het soms juist een voorbereiding voor het kwantitatieve onderzoek, omdat hiermee wensen, behoeften, drivers & barriers boven tafel worden gebracht. Aan de hand van de resultaten kunnen o.a. personas worden opgesteld.