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위계선형모형으로도 불리는 다층분석모형은 자료가 서로 다른 수준으로 이뤄져 있고, 하위 수준에 있는 사례들 간에 관련성이 있을 때 사용되는 분석방법이다. 자료가 다층으로 구성되어 있고 하위 수준 사례들이 연관되어 있는데 최소자승법(OLS)으로 추정하는 단층회귀모형을 사용하게 되면 표본들이 독립적이어야 한다는 가정에도 위배되고 생태학적 오류도 발생한다(Raudenbush & Bryk, 2002). 다층분석모형에서는 상위 수준과 하위 수준에서 별도의 오차항을 가지고 상위 수준 집단별로 복수의 회귀선을 추정하기 때문에 단층회귀모형에 비해 효과적인 추정을 할 수 있다. 본 연구의 연구대상인 장기요양시설 4,839개소는 상위 수준인 229개 지역사회에 속해 있고, 같은 지역사회에 속한 장기요양시설들은 연관되어 있을 수 있다. 그러므로 다층분석모형을 본 연구의 분석 방법으로 정하였다.
다층분석모형은 단층회귀모형 대비 효율적인 추정이 가능하다. 본 연구의 연구대상인 장기요양시설은 229개 지역사회에 있으며 같은 지역사회에 있는 장기요양시설들은 관련이 있을 수도 있기에 다층분석모형을 분석 방법으로 선택했다. 