Nas estatísticas, uma amostra faz parte de uma população. A amostra é cuidadosamente escolhida. Ela deve representar toda a população de forma justa, sem preconceitos. A razão pela qual as amostras são necessárias é que as populações podem ser tão grandes que a contagem de todos os indivíduos pode não ser possível ou prática.
Portanto, a solução de um problema em estatísticas geralmente começa com a amostragem. A amostragem consiste na escolha dos dados a serem tomados para análise posterior. Como exemplo, suponha que a poluição de um lago deva ser analisada para um estudo. Dependendo de onde as amostras de água foram coletadas, os estudos podem ter resultados diferentes. Como regra geral, as amostras precisam ser aleatórias. Isto significa que a chance ou probabilidade de selecionar um indivíduo é a mesma que a chance de selecionar qualquer outro indivíduo.
Na prática, as amostras aleatórias são sempre coletadas por meio de um procedimento bem definido. Um procedimento é um conjunto de regras, uma seqüência de passos escritos em papel e seguidos ao pé da letra. Mesmo assim, algum viés pode permanecer na amostra. Considere o problema de projetar uma amostra para prever o resultado de uma pesquisa eleitoral. Todos os métodos conhecidos têm seus problemas, e os resultados de uma eleição são muitas vezes diferentes das previsões baseadas em uma amostra. Se você coleta opiniões usando telefones, ou encontrando pessoas na rua, a amostra sempre tem parcialidade. Portanto, em casos como este, uma amostra completamente neutra nunca é possível. Nesses casos, um estatístico pensará em como medir a quantidade de enviesamento, e há maneiras de estimar isso.
Uma situação semelhante ocorre quando os cientistas medem uma propriedade física, digamos o peso de um pedaço de metal, ou a velocidade da luz. Se pesarmos um objeto com equipamento sensível, obteremos resultados minuciosamente diferentes. Nenhum sistema de medição é sempre perfeito. Recebemos uma série de estimativas, sendo cada uma delas uma medida. Estas são amostras, com um certo grau de erro. As estatísticas são projetadas para descrever o erro e realizar análises sobre este tipo de dados.
Existem diferentes tipos de amostras:

