La población estadística está formada por el conjunto de elementos o individuos con características variables pero homogéneas del que se desea conocer algo en una investigación estadística. La homogeneidad es importante a la hora de definir una población, con el objetivo de evitar problemas de significatividad de los resultados obtenidos; por ejemplo si se desea investigar el número de trabajadores en las empresas, sería conveniente distinguir poblaciones por sector, teniendo en cuenta que los sectores económicos presentan grandes diferencias en relación a esa variable.
Generalmente es inviable recoger datos referidos a cada uno de los elementos que conforman la población, por lo que se hace necesario escoger una muestra de dicha población, que la represente de forma más o menos significativa. Analizando las características de la muestra, se estiman los parámetros o características del conjunto de la población, teniendo por supuesto en cuenta el error muestral que existe en ese proceso de inferencia.