人口總數預測是人口預測的重要內容之一，它可以清楚地表明人口總體變化的規模和發展趨勢。預測人口總數的簡單方法是直接推算法，即依據基期人口總數，按照一定的年增長量或年增長率直接推算未來某年的人口總數。由於預測的依據不同，可將直接推算法分為算術級數推算法和幾何級數推算法兩種：
1.算術級數推算法
所謂算術級數推算法，即假定某一國家或地區的人口總數按線性增長或減少，即平均每年人口按某一固定數值變化。可以按照基期人口總數和未來每年固定增加（或減少）的人口絕對數，直接推算未來人口總數的發展趨勢。
2.幾何級數推算法
當某一國家或地區人口的總數平均每年按某一固定比值增加或減少時，這樣的人口屬於穩定型人口，即出生率和死亡率均穩定在某一固定比率，遷移影響忽略不計，於是就可以用幾何級數推算法對未來的人口總數進行預測。
幾何級數推算未來人口數的優點在於方法簡單，所需基礎資料少，應用方便，能大致估算未來人口的規模變動情況；其缺點是，預測中僅僅考慮了人口增長率因素的影響，而未考慮生育率、死亡率以及人口年齡結構對人口數未來發展的影響，因此用幾何級數法推算人口總數並不能準確地反映各種因素對人口規模發展變化的影響。
3.指數增長方程推算法
實際上人口的增長變化是一個連續不斷的過程。在一年當中，出生、死亡和遷移隨時都在發生，不論將時間間隔劃分得多細，後一時期的人數與前一時期的人數相比總是有所增減的。
4.邏輯斯蒂曲線推算法
用長遠的眼光縱觀人口的發展過程，在無大規模人口遷移的情況下，早期人口往往增長緩慢，這是高出生率和高死亡率互相影響的必然結果；中期人口增長很快，這是死亡率迅速下降，而出生率仍然維持在高水平的緣故；當社會經濟進一步發展時，人口的出生率和死亡率又會重新達到平衡，穩定在低水平上，這時的人口增長速度會再一次減慢。邏輯斯蒂曲線就形成了長期人口變化的這樣一個循環、穩定的過程。邏輯斯蒂曲線實際上是一條以某一水平橫線為漸近線的指數曲線。邏輯斯蒂曲線一般隻限於用在長期人口預測和某些特定條件下的人口估算上。
邏輯斯蒂曲線的擬合比上述其他幾個方程都要複雜，而且需要獲得相當長一段時期的人口數據才能求出係數值。由於這種曲線到後期呈現飽和狀，其形狀與長期人口的變化趨勢接近，它能克服幾何方程在長期預測時無抑製地增長下去的缺點，因此適宜用在長期預測中。
（二）年齡移算法
年齡移算法，是指以各個年齡組的實際人口數為基數，按照一定的存活率進行逐年遞推來預測人口的方法。其基於的原理是：人口是時間的函數。隨著時間的推移，人口的年齡也在不斷地發生著轉組。當在一定死亡率水平條件下，人口的年齡在其不斷地轉組過程中，人口數也相應而隨之變化。
（三）keyfitz矩陣方程
keyfitz矩陣方程，是美國著名人口統計學家、數理人口學家和社會學家內森·凱菲茨首先提出並應用於人口預測的模型方法。該矩陣預測法的基本特點是，矩陣預測模型是對年齡移算模型的科學概括，亦即它是以年齡移算模型為基礎而發展起來的一類預測模型。較之年齡移算法，它具有數理含量更高、預測變量的描述更加規範、預測參數的定義更加嚴格等特點。
（四）Leslie矩陣方程
Leslie矩陣方程預測模型的基本出發點是：從宏觀人口來看，引起人口變動的原因有三個基本因素，即出生、死亡和遷移；從人口年齡分布角度來看，人口數隨年齡變動而發生變動。而人口年齡又隨時間推移而發生改變，因此，人口數亦隨時間變動而發生變動；從未來人口的構成上看，其人口數由現存人口和新增人口兩部分所組成。
（五）人口發展方程
人口發展方程是我國著名的控製論專家宋健等人於20世紀70年代末提出的一套新的人口預測模型。