集对分析是在一定的问题背景下，对集对中2个集合的确定性与不确定性以及确定性与不确定性的相互作用所进行的一种系统和数学分析。通常包括对集对中2个集合的特性、关系、结构、状态、趋势、以及相互联系模式所进行的分析；这种分析一般通过建立所论2个集合的联系数进行，有时也可以不借助联系数进行分析。
对集对中的2个集合作特性分析时，需要先抽象出集对中2个集合各自的特性，再比对这2个集合在哪些特性上同一，也就是同时具备哪些特性；这2个集合在哪些特性上对立，也就是在哪些特性上相互对立、矛盾；而在其它的一些特性上既不同一，也不对立（称之为差异，与同一有差异、与对立也有差异）这样的分析；在此基础上统计这2个集合的同一特性数（记为A），相反特性数（记为C），既不相同又不相反（差异）的特性数（记为B），并写成“联系数”的形式：U=A（+）Bi （+）Cj，这里j表示对立，i表示差异（中介、不确定、不确知，数据缺失等），在需要计数时，给j和 i赋值；这时要明确j代表何种对立，例如当所论问题涉及的是“正负型对立（1*（-1）=-1）”，则取j=-1，与此同时i在[-1，1]区间取值；当所论问题涉及的是“虚实型对立（1*（-1）=（-1））”时，则取j=（-1）），这时i在[1，（-1））]空间取值；如此等等；由此可见 i是j的函数，j又是问题（W）的函数，因此，i是问题（W）的复合函数，在此基础上开展适当的数学运算和数学分析。从集对论的角度看，这时的“联系数”其实也是所论集对的一种特征函数。
对集对中的2个集合作关系分析时，需要先具体分析所论2个集合的各种关系，这些关系中有的是确定的关系（如等价关系、对应关系等），有的是不确定的关系（如随机关系、模糊关系，一因多果关系、非线性关系等），假定分析得到的关系都是同等重要的，则把所有确定的关系数计入A，所有不确定的关系数计入B，再把A和B写成“联系数”：U=A（+）Bi的形式。这时的“联系数” U=A（+）Bi其实也是所论集对的一种特征函数。
对集对中的2个集合作结构分析时，需要对其中的每个集合所组成的元素作空间结构分析，包括元素的性质、元素的粒度、元素的个数、元素的分布、元素的集聚进行分析，换言之，也就是要先对一个集合的“结构”作出分析，再去比对这2个集合在“结构”上的同异反，写出这2个集合在结构上的同异反联系数，这个同异反联系数其实也是所论集对的一种“结构函数”，当然，这种结构函数也是集对的一种特征函数。如此等等。
有关集对状态、趋势和模式的分析将另作说明。
集对分析不仅适用于只有2个集合存在的场合，也适用于有多个集合存在的场合，这时需要先就每2个集合写出联系数，再对得到的若干个联系数作适当的运算和分析，以解决给定的问题。
集对分析还主张从“集对”的本意出发：提倡同一个问题用2种或多种不同的方法、2个或多个不同的角度，2次或多次反复去研究，再把研究结果集成，得出最后的结论，以此来保证集对分析结论的可靠性和可信性。由此可见，集对分析是研究和处理复杂系统中有关不确定性问题的一种系统数学方法。
在已有的一些文献中，集对分析也被称为联系数学，但从本义上说，2者还是有区别，主要的区别在于集对分析有时可以不借助联系数进行系统数学分析，但联系数学涉及联系数的运算。
集对分析由中国学者赵克勤提出于1989年包头召开的全国系统科学与区域规划学术研讨会，20多年来在自然科学与社会科学的众多领域得到广泛应用，在中国知网上已可检索到有关研究和应用集对分析的论文近2000篇，发表集对分析的高校学报有180多家，专业学术期刊350多家，其中有《中国科学》、《中国工程科学》等刊物，但作为现代数学的一个新分支，集对分析仍处在发展之中。
