Suy luận thống kê giải thích rõ ràng về một tổng thể, sử dụng dữ liệu rút ra từ tổng thẻ thông qua hình thức lấy mẫu. Cho một giả thuyết về tổng thể chúng ta muốn suy ra, suy luận thống kê bao gồm (đầu tiên) mô hình thống kê của một tiến trình tạo ra dữ liệu (thứ hai) mệnh đề suy luận từ mô hình trên.

Konishi & Kitagawa nói rõ “phần lớn các vấn đề trong suy luận tống kê có thể được coi là vấn đề liên quan đến mô hình thống kê”[1]. Sir David Cox đã nói “làm thế nào để chuyển từ vấn đề chính để mô hình thống kê được thực hiện thường xuyên là một phần quan trọng nhất của một phân tích”.[2]

Kết luận của một suy luận thống kê là một vấn đề cần giải quyết bằng thống kê. Một số hình thức phổ biến nhất của thống kê:

• Một ước lượng điểm, tức là một giá trị đặc biệt xấp xỉ một thông số có tầm quan trọng.
• Ước lượng khoảng thời gian, ví dụ như một khoảng tin cậy (hoặc khoảng ước lượng) là một khoảng thời gian được xây dựng dựa trên một tập hợp dữ liệu rút ra từ một tổng thể, chịu tác động của mẫu lặp lại của một bộ dữ liệu này, như vậy khoảng thời gian đó sẽ chứa các giá trị tham số đúng với xác suất tại mức độ tin cậy nhất định.
• Một khoảng thời gian đáng tin cậy, tức là một tập hợp các giá trị có giới hạn, ví dụ 95% của độ tin cậy.
• Bác bỏ giả thuyết[3]
• Phân nhóm hoặc phân tầng các điểm dữ liệu thành các nhóm.