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The methodological design, characteristics and fieldwork stage of a multilevel research study on the impact of the environmental characteristics on mental health in an autochthonous and immigrant population are described in this paper. Individual data were obtained using a core questionnaire 40 minutes length from home interviews of Spanish and Ecuadorian adults from September 2006 to January 2007. A random sample of 1186 people aged 18-55, with equal distribution of gender and nationality was obtained from Civil Registers of 33 areas (municipalities or neighbourhoods) of Madrid, Alicante, Almeria and Murcia, chosen by ethnic density and socioeconomic criteria. Previously, a pilot study was carried out. Socioeconomic indicators of neighbourhoods and selected communities were obtained from Municipal Registers and other secondary sources. Finally, 1144 people were interviewed (96%). Each person was contacted at home at two different times. The global response rate was 61%, higher among Ecuadorians (69%), who presented more problems of localisation (34%). Analyzing methods and fieldwork process the conclusion is that sample strategies for this type of population studies should be evaluated using feasibility criteria given time and money constraints, against the need to obtain representative samples of the target populations. There were serious shortcomings in the availability of social integration indicators at the neighbourhood level. Se realizó una investigación multinivel sobre el impacto de las características ambientales de la zona de residencia en la salud mental de población autóctona e inmigrante. El objetivo de este artículo es describir el planteamiento metodológico de la investigación, el trabajo de campo, las tasas de respuesta correspondientes y discutir el diseño metodológico y las dificultades derivadas de su puesta en práctica. Los datos individuales se obtuvieron aplicando un cuestionario estructurado de aproximadamente 40 minutos, mediante entrevista domiciliaria a personas españolas y ecuatorianas de 18 a 55 años. El trabajo se realizó de septiembre de 2006 a enero de 2007 en una muestra estimada de 1.186 personas equiparada por sexo y nacionalidad, obtenida aleatoriamente de los Padrones Municipales de 33 áreas (municipios o barrios) de Madrid, Alicante, Almería y Murcia, seleccionadas según criterios de densidad étnica y socioeconómicos. Previamente se realizó un estudio piloto (n=113) Los indicadores sociodemográficos de las áreas se obtuvieron a partir de fuentes secundarias. Se entrevistó a 1.144 personas (96%). La tasa de respuesta global fue del 61%, superior entre ecuatorianos (69%), colectivo que presentó más problemas de localización (34%). Las negativas a colaborar fueron más altas entre españoles (21%). Se concluye que en este tipo de estudios sería conveniente revisar las estrategias de muestreo para combinar criterios de eficiencia con la necesidad de obtener una muestra representativa de la población diana. Se constata la dificultad de obtener datos inframunicipales de integración social.