Det er ofte upraktisk at studere en hel population. Stikprøver udvælger en delmængde af individer, så der kan drages konklusioner om helheden. Kvaliteten af ​​disse konklusioner afhænger af, hvordan stikprøven er valgt. Sandsynlighedsstikprøver, hvor hvert medlem har en kendt chance for udvælgelse, understøtter statistisk inferens. Ikke-sandsynlighedsstikprøver er lettere at opnå, men begrænser generaliserbarheden.

Stikprøvestørrelse påvirker præcisionen: Større stikprøver giver generelt smallere konfidensintervaller. Faldende udbytter sætter ind, så den optimale størrelse afbalancerer omkostningerne mod den nødvendige nøjagtighed. Stratificering, klyngedannelse og andre designfunktioner kan forbedre effektiviteten eller praktisk anvendeligheden, samtidig med at evnen til at drage valide konklusioner bevares.

Stikprøveudtagning er fundamental for spørgeskemaundersøgelser, kvalitetskontrol og mange videnskabelige studier. Forståelse af dens principper hjælper både producenter og forbrugere af forskning med at vurdere, hvor meget vægt resultaterne skal gives. En veldesignet stikprøve af håndterbar størrelse kan være mere informativ end en stor, men forudindtaget samling af observationer.