Tijekom istraživanja rijetko su dostupne sve jedinice promatrane skupine, elementi skupa s određenim obilježjem, 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 temelje na podacima dobivenim iz uzorka.

Budući da se zaključci o općoj (populaciji) izvode iz pojedinca (uzorka), statističko zaključivanje klasificira se kao induktivno zaključivanje. Budući da takav zaključak nije siguran, vjerojatnost se koristi za procjenu kvalitete zaključka i za procjenu vjerojatnosti donošenja pogrešnog zaključka.

Statističko zaključivanje koristi se u situaciji kada se kvantitativna varijabla mjeri na reprezentativnom uzorku i kada se želi procijeniti aritmetička sredina ili varijanca populacije na temelju informacija dobivenih mjerenjem uzorka. Uzorak može biti podvrgnut eksperimentalnom tretmanu ili uzorkovan iz podskupine populacije, a cilj je utvrditi utječe li eksperimentalni tretman značajno na mjereno obilježje ili se dobiveni rezultati mogu pripisati isključivo slučajnosti uzorkovanja.

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