L’analyse multicritères est applicable notamment aux situations caractérisées par ce dernier type de comparabilité (faible), qui caractérise l'évaluation des changements de la biodiversité. Quand l’ « optimisation » n’a pas une vraie signification et l’analyse coût – bénéfice ne peut pas produire des informations pertinentes pour les décideurs, il est plus utile d’avoir des évaluations en termes non monétaires, en mobilisant la connaissance fournie par les sciences de la vie (O’Connor, 1997).

Les évaluations qui utilisent plusieurs critères permettent de réaliser un équilibre entre les divers attributs d’une alternative d’action (à évaluer) et ainsi d’assurer la qualité de la connaissance selon l’axe de la pluralité des finalités de la gouvernance et la transparence (directement liée aux enjeux de légitimité de la connaissance). La spécificité de cette méthode est le fait d’intégrer l’incommensurabilité des valeurs (économiques, écologiques, sociales, esthétiques, etc.) et en conséquence de proposer une évaluation sur la base de plusieurs unités de mesure, parmi lesquels la monnaie n’en est qu’une.
Les deux dernières décennies ont vu le développement de plusieurs méthodes d’analyse multicritères, dont certaines ont été appliquées à la biodiversité. Les techniques développées peuvent être classées selon les alternatives retenues en discrètes et continues (qui supposent un nombre fini, respectivement infini d’alternatives). Selon le type d’information mobilisée, les méthodes multicritères peuvent être classées en trois classes : numériques quantitatives, qualitatives et mixtes (Nunes et al., 2003).  
Selon Nunes et al. (2003), la structuration d’un problème de décision multicritères prend génériquement la forme suivante :
définition du problème ;

• description des alternatives (continues ou discrètes) ;

• définition des critères (latents ou observables) ;

• analyse de l’impact des alternatives (information qualitative ou quantitative) ;

• évaluation des priorités politiques ;

• sélection des alternatives ;

• présentation des résultats.

Les méthodes multicritères peuvent être utilisées aussi en mobilisant des procédures participatives. L’hypothèse à la base des procédures multi-acteurs multi-critères est que la « valeur de la nature » pour les êtres humains est incorporée au  style de vie d’une personne ou d’une société, aux  institutions, aux principes, etc. Ces dimensions de la valeur sont souvent implicites, et ne se manifestent que dans des situations qui les remettent en question (O’Connor, 2002). Elles peuvent donc être révélées par des processus qui rendent possible la confrontation des perspectives personnelles ou de groupe différents sur une même situation. C’est en cela que les procédures délibératives, en permettant l’intervention d’acteurs différents, représentent aussi des processus de révélation des valeurs associées à une situation, en bref un processus d’évaluation environnementale.