Каждый член популяции должен иметь равные шансы быть выбранным. Случайная выборка — это метод, который обеспечивает это условие. При правильном проведении выборка, вероятно, будет представлять популяцию в пределах поддающейся расчету погрешности. Простая случайная выборка предполагает случайное присвоение имен или номеров; более сложные схемы используют стратификацию или кластеризацию, сохраняя при этом случайность внутри этапов.

Случайная выборка лежит в основе возможности обобщения результатов, полученных на выборке, на всю популяцию. Неслучайные методы — выборки по удобству, выборки с добровольным участием — могут быть проще в получении, но вносят погрешность, которую нельзя исправить за счет увеличения размера выборки. Опросы общественного мнения, проверки качества и многие научные исследования опираются на случайную выборку для обеспечения своей достоверности.

На практике идеальная случайность часто аппроксимируется. Неполные списки, отсутствие ответов и практические ограничения вносят неточности. Исследователи сообщают показатели отклика и обсуждают возможные искажения, чтобы читатели могли оценить достоверность вывода. Несмотря на свои трудности, случайная выборка остается золотым стандартом для репрезентативных измерений.