Statystyka jako nauka zajmuje się weryfikacją hipotez statystycznych oraz estymacją (szacowaniem) punktową lub przedziałową parametrów.

Statystyka to również dział matematyki, zajmujący się metodami wnioskowania statystycznego. Polega ono na tym, że dane zebrane na podstawie prób lub obserwacji pozwalają sformułować ogólne wnioski. Statystyka zajmuje się zbieraniem i porządkowaniem danych poprzez ich analizę. Statystyka matematyczna korzysta m. in. z teorii prawdopodobieństwa (zdarzenia i próby losowe).

Z punktu widzenia statystyki rzut kostką może po pewnym czasie zacząć wykazywać pewne prawidłowości, pozwalające na obliczenie wzorów statystycznych. Próba statystyczna jest to zbiór informacji statystycznych wybranych losowo z populacji.

Próba losowa to podzbiór elementów populacji podlegający badaniu statystycznemu.

Dobór losowy to taki dobór elementów z populacji do próby statystycznej, w którym wszystkie elementy populacji mają równe szanse dostania się do próby (takie samo prawdopodobieństwo). Dobór losowy jest obarczony błędem wynikającym z przybliżenia (tzn. że wyniki będą tylko zbliżone do prawdy), oraz błędem systematycznym (nieunikniona niedoskonałość pomiaru). Dobór losowy nie polega na ślepym losowaniu, ale na prawdopodobieństwie każdego z elementów do znalezienia się w próbie. Jest to jeden z podstawowych sposobów dokonywania eksperymentów statystycznych.

Etapy badania statystycznego

1. Planowanie i przygotowanie badania,
2. Zebranie materiału statystycznego (danych statystycznych) i przygotowanie go do opracowania,
3. Opracowanie i prezentacja zebranego materiału statystycznego,
4. Analiza statystyczna.