Ý nghĩa thống kê là kết luận cho rằng kết quả nghiên cứu khó có thể xảy ra do ngẫu nhiên. Nó thường được biểu thị bằng giá trị p: xác suất thu được kết quả ít nhất cũng cực đoan như kết quả quan sát được, giả sử giả thuyết không là đúng.

Theo quy ước, giá trị p nhỏ hơn 0,05 thường được coi là có ý nghĩa thống kê, mặc dù ngưỡng này là tùy ý và cần được diễn giải trong bối cảnh cụ thể. Ý nghĩa thống kê phụ thuộc vào cả độ lớn của hiệu ứng và kích thước mẫu. Một hiệu ứng nhỏ có thể đạt được ý nghĩa thống kê trong một mẫu rất lớn; một hiệu ứng đáng kể có thể không đạt được ý nghĩa thống kê trong một mẫu nhỏ. Ý nghĩa thống kê không đồng nghĩa với tầm quan trọng thực tiễn hoặc lý thuyết.

Các nhà nghiên cứu ngày càng được khuyến khích báo cáo kích thước hiệu ứng và khoảng tin cậy cùng với giá trị p, và tránh coi ngưỡng 0,05 là ranh giới rõ ràng giữa sự thật và nhiễu. Việc lặp lại thí nghiệm vẫn là phép thử cuối cùng để xác định xem một phát hiện có đáng tin cậy hay không.

Khi một kết quả khó xảy ra theo giả định chỉ dựa vào sự ngẫu nhiên, nó được gọi là có ý nghĩa thống kê.