Eine der bekanntesten Erfindungen von Nielsen sind die Nielsen-Ratings, ein System zur Messung der Einschaltquoten von Fernsehen, Radio und Zeitungen in ihren jeweiligen Medienmärkten. Im Jahr 1950 erwarb Nielsen das Unternehmen C. E. Hooper und begann, Aufzeichnungsgeräte an einer statistischen Stichprobe von etwa 1200 Fernsehgeräten in den Vereinigten Staaten anzubringen. Diese Geräte verwendeten Fotofilme in Versandkassetten, um die von den Verbrauchern gesehenen Kanäle aufzuzeichnen und so die Zuschauerzahl zu ermitteln. Später entwickelte Nielsen elektronische Methoden der Datenerfassung und -übertragung. Im Jahr 1996 wurde dieser Teil der Geschäftstätigkeit in ein separates Unternehmen namens Nielsen Media Research (NMR) ausgegliedert, das bis zur Übernahme durch den niederländischen Mischkonzern VNU im Jahr 1999 als unabhängiges Unternehmen tätig war. Vor der Übernahme durch VNU hatte das Unternehmen seinen Hauptsitz in Stamford, Connecticut.
Ein weiteres Marktforschungsinstrument war das Homescan-Programm, bei dem Stichprobenmitglieder alle Lebensmittel- und Einzelhandelseinkäufe aufzeichnen und melden, so dass die Einkaufsmuster mit den demografischen Daten der Haushalte in Beziehung gesetzt werden können. Homescan deckt mehrere Länder ab, darunter Australien, Kanada, das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten. Im Jahr 2004 wählte ACNielsen das CipherLab CPT-8001 als Datenerfassungsterminal für das Homescan-Programm in ganz Asien.