Para o levantamento foram realizadas não apenas entrevistas, mas também exames de sangue, aferição de pressão arterial e medição de peso, altura e circunferência de cintura. Todo esse trabalho foi realizado pela equipe do IBGE em parceria com a Fiocruz.
O questionário respondido pelos participantes foi dividido em três partes. As duas primeiras tratam de temas relacionados à situação socioeconômica e de saúde de todos os moradores e são respondidas por um único morador do domicílio. Já a terceira parte é respondida por outro morador e abrange assuntos como morbidade e estilo de vida de todos. O responsável por responder a este questionário também passa por uma série de testes como aferições de peso, altura, circunferência da cintura e pressão arterial e exames laboratoriais para caracterizar o perfil lipídico, o nível de glicemia no sangue, entre outros.
A PNS serve não apenas para conhecer o perfil de saúde e os riscos aos quais a população está exposta, mas também é um termômetro sobre o funcionamento do Sistema único de Saúde, pois ela consegue mapear a sua acessibilidade aos cidadãos, o grau de satisfação do usuário com os serviços de saúde, entre outros pontos.