Een populatie bevat vaak verschillende subgroepen. Bij gestratificeerde steekproeven wordt de populatie verdeeld in deze subgroepen (strata) en wordt vervolgens uit elk stratum een ​​steekproef genomen. Deze methode zorgt ervoor dat elke belangrijke subgroep vertegenwoordigd is, wat de nauwkeurigheid kan verbeteren en een aparte analyse van elk stratum mogelijk maakt.

Strata worden gedefinieerd door kenmerken die relevant zijn voor de onderzoeksvraag, zoals leeftijd, regio, klantsegment of productlijn. De steekproefomvang binnen een stratum kan evenredig zijn aan de grootte van het stratum, of gelijk zijn als vergelijking tussen strata prioriteit heeft. Binnen elk stratum is de selectie doorgaans willekeurig.

Gestratificeerde steekproeven zijn complexer om uit te voeren dan eenvoudige willekeurige steekproeven, maar de winst in representativiteit en efficiëntie rechtvaardigt de inspanning vaak. Het wordt veel gebruikt in opinieonderzoek, marktonderzoek en kwaliteitscontrole wanneer de populatie heterogeen is. De sleutel is het kiezen van strata die relevant zijn voor de te bestuderen variabelen.