Pobreza, fome e insegurança alimentar, analfabetismo e baixa escolaridade, condições precárias de moradia e assistência médica inadequada caracterizam as condições de vida de milhares de famílias em todo o mundo. Em um cenário de recursos limitados, um pré-requisito para a tomada de decisão é entender as vulnerabilidades da população afetada para que seja possível priorizar as áreas/famílias/pessoas mais carentes. Entre os vários critérios de priorização, a equidade emergiu como um critério-chave, conceituada em termos de justiça na alocação e distribuição de benefícios. A presente tese propõe incorporar questões de priorização e equidade em modelos de tomada de decisão para políticas públicas voltadas para populações vulneráveis. Estruturamos uma abordagem que integra meios de medir a vulnerabilidade como forma de priorização (através do desenvolvimento de índices de priorização) e incorporando-os a um modelo de tomada de decisão para otimizar a alocação e distribuição de recursos de forma eficaz, e principalmente, equitativa. Para lançar luz sobre esse problema, estudamos dois casos reais e complexos, aplicados no cenário de doenças endêmicas e no contexto de fome e insegurança alimentar no Brasil.