Każdy członek populacji powinien mieć równe szanse na wybór. Dobór losowy to technika, która spełnia ten warunek. Prawidłowo przeprowadzony dobór losowy pozwala na uzyskanie próby reprezentującej całą populację z przewidywalnym marginesem błędu. Proste dobieranie losowe polega na losowym dobieraniu nazw lub liczb; bardziej złożone projekty wykorzystują stratyfikację lub klasteryzację, zachowując jednocześnie losowość w poszczególnych etapach.

Losowy dobór próby stanowi podstawę możliwości generalizacji wyników z próby na populację. Metody nielosowe – próby dogodne, próby z odpowiedziami dobrowolnymi – mogą być łatwiejsze do uzyskania, ale wprowadzają błąd, którego nie da się skorygować poprzez większą liczebność. Sondaże opinii publicznej, kontrole jakości i wiele badań naukowych opierają się na losowym doborze próby dla swojej trafności.

W praktyce idealna losowość jest często aproksymowana. Niekompletne listy, brak odpowiedzi i ograniczenia praktyczne wprowadzają niedoskonałości. Badacze podają wskaźniki odpowiedzi i omawiają możliwe błędy, aby czytelnicy mogli ocenić siłę wnioskowania. Pomimo trudności, losowe próbkowanie pozostaje złotym standardem w pomiarach reprezentatywnych.