Una muestra aleatoria es un subconjunto de una población en el que cada miembro tiene la misma probabilidad de ser seleccionado. El objetivo es obtener un grupo que represente fielmente a la población total de la que se extrae.

El muestreo aleatorio simple otorga a cada individuo la misma probabilidad de inclusión. El muestreo estratificado divide primero la población en subgrupos y luego selecciona aleatoriamente muestras dentro de cada uno, asegurando así la representación de categorías importantes. El muestreo aleatorio reduce el sesgo de selección y facilita la generalización estadística de la muestra a la población. En la práctica, es difícil obtener muestras verdaderamente aleatorias; muchos estudios recurren a muestras de conveniencia y señalan las limitaciones que esto conlleva en cuanto a la generalización.

El tamaño de la muestra también es importante. Las muestras aleatorias más grandes producen estimaciones más estables e intervalos de confianza más estrechos. Las organizaciones de encuestas y los investigadores invierten un esfuerzo considerable en la construcción de marcos de muestreo y en la minimización de la falta de respuesta para que la muestra final se mantenga lo más cercana posible al azar.

Cuando cada miembro de la población tiene la misma probabilidad de aparecer en el estudio, la muestra es aleatoria.