Sampling statistik mengacu pada studi populasi dengan mengumpulkan informasi tentang dan menganalisisnya. Ini adalah dasar untuk banyak informasi, mulai dari perkiraan tinggi rata-rata di suatu negara hingga studi tentang dampak pemasaran bagi anak-anak. Banyak profesi menggunakan sampling statistik, termasuk psikologi, demografi, dan antropologi. Seperti metode penelitian lainnya, bagaimanapun, metode ini rentan terhadap kesalahan, dan penting untuk menganalisis metode yang digunakan untuk melakukan penelitian sebelum menerima hasilnya.
Proses ini dimulai dengan definisi populasi yang ingin dipelajari ilmuwan, dan variabel yang ingin diukur. Misalnya, seseorang mungkin ingin mengetahui berat badan rata-rata anak sekolah dasar. Selanjutnya, ilmuwan memutuskan bagaimana mengumpulkan data yang diinginkan. Dalam contoh sebelumnya, ilmuwan mungkin melakukan perjalanan ke sekolah dengan timbangan, mengirim kuesioner ke dokter atau orang tua, atau mencoba mengakses catatan kesehatan sekolah. Banyak peneliti mencoba mengukur secara langsung, daripada mengandalkan respons diri sendiri, karena cara ini hasilnya konsisten.
Setelah populasi, variabel yang diukur, dan metode telah ditentukan, ilmuwan memutuskan bagaimana sampel populasi secara akurat sehingga data yang dikumpulkan mewakili kelompok yang lebih besar. Dengan kata lain, sampling statistik tidak melibatkan pengukuran variabel yang diinginkan pada setiap individu dari populasi yang diteliti; pilihan individu digunakan untuk menggeneralisasi hasil. Umumnya, semakin besar ukuran sampel, semakin baik hasilnya.
Sistem yang paling umum adalah pengambilan sampel acak, di mana seorang ilmuwan menghasilkan daftar individu acak dari database pusat. Beberapa ilmuwan menggunakan sampling cluster, di mana populasi dibagi menjadi sekelompok kecil cluster dan setiap cluster dipelajari secara ekstensif. Orang lain mungkin menggunakan sampling sistematis, di mana setiap orang ke-n dalam populasi dipelajari. Sistem seleksi yang paling berbahaya dan tidak dapat diandalkan untuk sampling statistik adalah convenience sampling; seseorang yang berdiri di sudut jalan dengan survei menggunakan convenience sampling, yang dapat menghasilkan hasil yang sangat tidak akurat.
Setelah data terkumpul, peneliti menganalisisnya dan menggunakannya untuk membuat generalisasi tentang suatu populasi. Dalam studi yang mengandalkan sampling statistik, metode yang digunakan biasanya sangat rinci, sehingga ilmuwan lain dapat memutuskan apakah metode itu valid atau tidak. Metode yang tidak valid dapat menyebabkan kesalahan pengambilan sampel, yang akan membuat hasil penelitian dipertanyakan.