Una de las creaciones más conocidas de Nielsen son los índices de audiencia Nielsen, un sistema de medición de la audiencia de la televisión, la radio y los periódicos en sus respectivos mercados de medios. En 1950, adquirieron la empresa C. E. Hooper y comenzaron a colocar dispositivos de grabación en una muestra estadística de unos 1.200 televisores de consumo en Estados Unidos. Estos dispositivos utilizaban películas fotográficas en cartuchos que se enviaban por correo para registrar los canales vistos por el consumidor y así determinar el tamaño de la audiencia. Posteriormente, Nielsen desarrolló métodos electrónicos de recogida y transmisión de datos. En 1996, dividieron esta parte de sus operaciones en una empresa separada llamada Nielsen Media Research (NMR), que funcionó como empresa independiente hasta que fue adquirida por el conglomerado holandés VNU en 1999. La empresa tenía su sede en Stamford, Connecticut, antes de ser adquirida por VNU.
Otra herramienta de investigación de mercado era el programa Homescan, en el que los miembros de la muestra realizan un seguimiento e informan de todas las compras de comestibles y minoristas, lo que permite relacionar los patrones de compra con los datos demográficos del hogar. Homescan abarca varios países, como Australia, Canadá, Reino Unido y Estados Unidos. En 2004, Nielsen eligió el CipherLab CPT-8001 como terminal de recogida de datos para el programa Homescan en toda Asia.