Trong thống kê, chúng ta thường đối mặt với một vấn đề cốt lõi: chúng ta muốn hiểu rõ về một nhóm rất lớn (gọi là quần thể) nhưng hiếm khi có thể nghiên cứu toàn bộ thành viên của nhóm đó.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học lấy một nhóm nhỏ hơn, đại diện từ quần thể đó (gọi là mẫu). Sau đó, họ phân tích mẫu này để rút ra kết luận về toàn bộ quần thể. Sự phân biệt giữa các đặc điểm của "toàn thể" và các đặc điểm của "bộ phận" này là nền tảng của suy luận thống kê.