Tokom istraživanja, rijetko su dostupni svi članovi grupe, elementi skupa s određenom karakteristikom ili cijela populacija. Stoga se istraživanje najčešće provodi na uzorku, ili podskupu osnovnog skupa - populacije.

Svrha statističkog zaključivanja je izvođenje zaključaka o populaciji, koji se zasnivaju na podacima dobijenim iz uzorka.

Budući da se zaključci o populaciji izvode na osnovu uzorka, statističko zaključivanje se klasificira kao induktivno zaključivanje. S obzirom na to da takav zaključak nije apsolutno siguran, vjerovatnoća se koristi za procjenu kvaliteta zaključka i za procjenu nivoa značajnosti (greške) donesenog zaključka.

Statističko zaključivanje se koristi u situaciji kada se kvantitativna ili kvalitativna varijabla mjeri na reprezentativnom uzorku i kada se žele procijeniti parametri populacije, kao što su aritmetička sredina, proporcija ili varijansa, na osnovu informacija dobijenih mjerenjem uzorka. Uzorak može biti podvrgnut eksperimentalnom tretmanu ili uzorkovan iz podgrupe populacije, a cilj je utvrditi da li uzorak predstavlja veću populaciju ili je izvučen iz populacije sa drugačijom aritmetičkom sredinom.

Procjena parametara populacije i testiranje hipoteza su dvije metode koje se koriste u inferencijalnoj statistici.