如果說描述統計是簡化、整理和匯總樣本資料的話，推斷統計便是根據樣本資料的結果，推斷總體狀況的過程。它不僅可以用數量化指標表示這種推論的合理性，還能夠說明可能的誤差範圍有多大。
如果從某一個市取樣1000名幼兒，調查患有齲齒的幼兒人數為46.8%，那麽如何以95%或99%的把握推斷全市幼兒患齲齒的百分比是多少呢？這就是統計估計問題。若一項實驗中，實驗班的平均分數為98，對照班為89，我們如何以極小犯錯誤的可能（5%或1%）作出“實驗效果顯著，實驗班與對照班有明顯差異”的結論呢？這就是統計檢驗問題。可見如何對樣本研究結果做出科學的推斷，是對研究材料進行定量分析的重要部分之一，在教育統計學上叫作參數估計，參數假設檢驗，t檢驗、Z檢驗、X2檢驗、非參數檢驗等。