Harapan hidup didefinisikan sebagai umur rata-rata antara usia tertentu dan kematian. Rumus matematika ada yang dapat menentukan harapan hidup individu dan harapan hidup populasi yang lebih besar. Dalam kasus terakhir, seseorang dapat menghitung harapan hidup dari tabel kehidupan populasi.
Bagan ini disusun melalui analisis statistik. Tingkat kematian, atau tingkat kematian, ditentukan untuk setiap kelompok dalam suatu populasi. Selanjutnya, tingkat kematian digunakan untuk membuat grafik yang dikenal sebagai kurva kelangsungan hidup. Dari grafik ini, seseorang dapat menghitung harapan hidup. Rumus harapan hidup diambil dengan terlebih dahulu menghitung probabilitas kelangsungan hidup suatu populasi pada setiap tahun dalam tabel kehidupan.
Katakanlah tabel kehidupan mencerminkan populasi 1 juta orang mulai tahun 1940. Jika, pada tahun 1941, 100,000 dari orang-orang itu telah meninggal, 900,000 masih tersisa. Oleh karena itu, tingkat kematian untuk Tahun 1 adalah 10 persen dan kemungkinan bertahan hidup adalah 90 persen, atau 0.90. Ketika seseorang menambahkan semua probabilitas ini untuk setiap tahun berikutnya — hingga dan termasuk usia maksimum pada tabel kehidupan — maka seseorang dapat menghitung hasil harapan hidup. Ahli statistik sering menambahkan setengah tahun ke penghitungan keseluruhan, karena kebanyakan orang hidup setidaknya setengah tahun melewati ulang tahun terakhir mereka.
Berbagai faktor dapat mempengaruhi perhitungan harapan hidup. Tabel kehidupan yang ideal untuk suatu populasi akan memiliki sampel representatif yang besar dan mencakup setidaknya 100 tahun untuk memungkinkan fluktuasi yang menyimpang dan hasil yang komprehensif. Namun sebagian besar tabel kehidupan mewakili periode waktu yang jauh lebih pendek, yang mengarah ke ukuran estimasi variabel yang lebih banyak untuk tahun-tahun individual dan, dengan demikian, ruang untuk kesalahan yang lebih besar. Statistik lain yang dapat mempengaruhi harapan hidup penduduk adalah kematian bayi dan kematian orang tua. Tingkat kematian di antara bayi sebelum usia 1 tahun dan orang dewasa di usia tua — di atas 70 tahun — lebih tinggi daripada kelompok usia lainnya di seluruh populasi, sehingga angka-angka ini dapat berdampak buruk pada harapan hidup populasi secara keseluruhan jika terlalu banyak penekanan ditempatkan pada mereka.
Menghitung harapan hidup memiliki beberapa kegunaan. Sejak era Roma kuno, manusia telah berusaha untuk menentukan harapan hidup mereka dalam beberapa bentuk. Di zaman modern, formula dikembangkan untuk membantu perusahaan asuransi dalam menetapkan tarif mereka. Aplikasi kontemporer berkisar dari menentukan kualitas hidup dan kesehatan suatu populasi secara keseluruhan hingga menentukan perbedaan gaya hidup di berbagai himpunan bagian dari suatu populasi.
Para ilmuwan telah memanfaatkan kemampuan untuk menghitung harapan hidup dalam menurunkan sejumlah temuan penting. Misalnya, harapan hidup cenderung rata-rata lebih tinggi di antara perempuan, mereka yang dari kelompok sosial ekonomi yang lebih tinggi, dan bule dan Asia. Kemajuan medis dan industri di banyak bagian dunia selama abad yang lalu juga telah secara signifikan meningkatkan harapan hidup penduduk di banyak negara. Pada 2010, beberapa perkiraan menempatkan harapan hidup dunia pada usia 67.2, meningkat 20 hingga 30 tahun sejak awal abad ke-20.