De bestudering van welke diergroep dan ook begint met onderscheiden van de soorten binnen die groep. Vooral bij het tellen van roofvogels tijdens de trek luistert dit nauw, omdat veel van de langstrekkende soorten erg op elkaar lijken. De verschillende roofvogelfamilies worden onderscheiden aan de hand van hun grootte, vorm of manier van vliegen. Het vaststellen de precieze soort is moeilijker, vooral als de vogel slechts een silhouet in de verte is.

Gelukkig hebben de meeste soorten unieke kenmerken wat betreft bouw, vliegbeeld of tekening van hun verenkleed, zodat ze toch goed te herkennen zijn. Deze kenmerken staan beschreven op deze Eaglewatch roofvogel website, die zelf beginnelingen vrij snel wegwijs kunnen maken en zo bijdragen aan de nauwkeurigheid van de telling. Toch blijven enkele soorten moeilijk te benoemen, zelfs in de hand. Dit geldt vooral voor soorten met verschillende ondersoorten of kleurfasen. De onderling verwantschap van de roofvogels is nog niet helemaal duidelijk, omdat deze moeilijk is te bepalen enkel op grond van grootte, bouw of kleur. De bouw van een vogel wordt namelijk sterk beïnvloed door zijn leefgewoonten en omgeving, waardoor niet-verwante soorten toch veel op elkaar kunnen lijken. Men noemt dit convergente evolutie. Nieuwe biochemische technieken, waarmee bepaalde enzymen of DNA volgordes van verschillende soorten kunnen worden vergeleken, werpen nieuw licht op de verwantschap van roofvogels en de loop van hun evolutie.

Roofvogels zijn meestal dun gezaaid en daardoor vaak moeilijk te vinden, vooral als men niet al te intensief op zoek is. De beste gelegenheid om roofvogels te zien is tijdens de trek of bij het nest. Alleen op belangrijke verzamelplaatsen langs de trekroutes in Europa en Noord-Amerika zijn roofvogels in grote aantallen te bewonderen. Het zijn daardoor belangrijke toeristische trekpleisters geworden. Het bekijken van nesten is een veel eenzamer bezigheid, gewoonlijk voorbehouden aan wetenschappers, fanatieke amateurs of fotografen. Er zijn echter uitzonderingen, zoals het paar Visarenden dat bij Loch Garten in Schotland broedt en ieder jaar door duizenden bezoekers vanuit schuilhutten wordt bekeken. Hoewel veel roofvogels minder gevoelig zijn voor verstoring dan sommige andere vogels,vereist het plaatsen van een schuilhut altijd veel zorg. Door de lange nestelperiode is het echter zeker de moeite waard. Veel gegevens over roofvogels zijn verzameld door amateuronderzoekers of fotografen die vele uren hebben besteed aan het nauwgezet vastleggen van het gedrag van deze vogels op het nest.

Maar eerst moet het nest gevonden worden. Dit kan heel moeilijk zijn en soms weinig opleveren. Het schenkt veel voldoening als men weer een broedplaats op de kaart kan intekenen, maar het is ook zeer ontmoedigend om een hele dag vruchteloos te zoeken. Voordat men begint, is het daarom zeer nuttig om te weten op welke plaatsen de roofvogel bij voorkeur nestelt. Bij de Visarend en andere arenden kan men direct naar het nest zoeken, want het is een grote, opvallende constructie. In uitgestrekte, afgelegen gebieden kunnen zulke nesten vanuit een vliegtuig worden gevonden. Andere soorten vormen een klein, goed verborgen nest dat men te voet moet zoeken. Een baltsende vogel, uitwerpselen, prooiresten of ruiveren vormen dan de eerste aanwijzingen dat er een broedpaar is. Zelfs schuwe, in bossen levende roofvogels, zoals de Wespendief, hebben vaak een opvallende balts. Dit is in veel gevallen de beste aanwijzing om hun verborgen broedplaats op te sporen. Roofvogels die op de grond broeden, zoals de kiekendieven, verbergen hun nest in dichte vegetatie. Vaak is het alleen te vinden door te kijken waar de vogels voedsel brengen, of door in de buurt van het nest te lopen om de broedende vogel op te jagen. Paren met jongen maken vaak luidruchtige schijnaanvallen naar menselijke indringers en verraden zo hun nest. Is het nest eenmaal gevonden, dan kan men geleidelijk een schuilhut maken. Grote roofvogels worden gemakkelijker verstoord dan kleinere soorten, vooral in het begin van het broedproces. Het kijken naar nesten levert nuttige informatie op over het gedrag van de oudervogels op het nest en het tempo waarmee ze prooien aanbrengen. Het voedingstempo wordt uitgedrukt in het aantal prooien dat per dag wordt aangebracht, maar moet worden omgerekend in prooigewicht als de prooien erg in grootte verschillen. Bij enkele onderzoeken werd zelfs het aantal voedseldeeltjes per kuiken geregistreerd om de groei te relateren aan de voedsel inname. Nestonderzoek is arbeidsintensief. Een goed hulpmiddel is een camera die met vaste intervallen automatisch foto’s maakt, of op het moment dat de adulten op het nest verschijnen. Een goed opgestelde camera legt vast wat voor prooien er worden aangebracht en wanneer, maar soms ook het bezoek van een predator. Andere hulpmiddelen bij het nestonderzoek zijn telemetrische eieren (elektronische sensoren in een levensecht kunstei, die de nesttemperatuur en daarmee het broedverloop meten) en elektronische weegschalen die automatisch het gewicht van de adulten of de kuikens registreren.