隨機樣本是從總體中抽取的子集，其中每個成員被選中的機率均等。其目的是產生一個能夠公平地代表其所代表的更大總體的樣本組。

簡單隨機抽樣使每個個體被納入的機率相同。分層抽樣首先將總體劃分為若干子組，然後在每個子組內進行隨機抽樣，從而確保重要類別得到充分代表。隨機抽樣可以減少選擇偏差，並有助於將統計結果從樣本推廣到總體。然而，在實踐中，真正隨機的樣本很難獲得；許多研究依賴於便利抽樣，並指出由此導致的普遍適用性受限。

樣本量也很重要。較大的隨機樣本可以得出更穩定的估計值和更窄的置信區間。民調機構和調查研究人員投入大量精力來建立抽樣框並儘量減少無應答，以確保最終樣本接近隨機分佈。

當總體中的每個成員都有相同的機會出現在研究中時，樣本就是隨機的。