世上首個元分析是由皮爾生在1904年進行,其目的是解決樣本數細小的研究統計考驗力減低的問題,而整合多個研究結果可更準確分析數據。[2]
以薈萃分析方法(醫學上某些領域稱之為系統性回顧 (systematic review))研究醫學治療研究的論文要到1955年才首次發表。牛津英文字典指出meta-analysis這個英文字首次使用為1976年,是來自心理學界的研究。1970年代末到1980年代末,心理學界、教育研究界的學者發展出更加複雜的統計方法。到了1990年代,元分析已成為許多人文科學、社會科學、自然科學領域先進的量化統計方法之一。
而元分析的統計理論,Nambury S. Raju, Larry V. Hedges, Ingram Olkin, John E. Hunter, Harris Cooper 和 Frank L. Schmidt 等人的貢獻很大。
元分析的統計方法並不在乎收集到研究的品質;若以品質差的研究進行元分析,只會合計出差勁的結果,即所謂「垃圾進,垃圾出(garbage in garbage out)」。所以在進行統計分析之前會先評價收集研究的品質,排除不良的研究後再就剩下可用的研究進行結合。
元分析的另一個缺點,是收集的研究多數以搜查文獻資料庫(如PubMed、Web of Knowledge(英语:Web of Knowledge))獲得,但這些資料庫只會收錄已經發表的研究,因此,元分析很少整合未發表的研究。有證據證明未發表的研究不能被期刊接受的原因,是該研究發現研究結果無顯著性差異[3];而發現研究結果不顯著的研究卻能發表及收錄在元分析,這會令元分析結果出現統計上的偏誤(bias)。然而這個缺點也正是元分析的優點:在元分析的標準步驟中,包含了已發表研究之偏誤的分析(publication bias analysis)。相反地,在傳統敘事式的文獻回顧中,缺乏系統化的方法以檢視已發表研究之偏誤。