在数理统计中，称研究对象的全体为总体，组成总体的每个基本单元叫个体。从总体X中随机抽取一部分个体 X 1 , X 2 , . . . , X N X_1,X_2,...,X_N X1?,X2?,...,XN?称 X 1 , X 2 , . . . , X N X_1,X_2,...,X_N X1?,X2?,...,XN?为取自X的容量为n的样本。 实际上，数理统计学中的总体是指与总体相联系的某个（或某几个）数量指标X取值的全体。
所谓随机是指每个个体被抽到的机会是均等的，这样抽到的个体才具有代表性。若 x 1 , x 2 , . . , x n x_1,x_2,..,x_n x1?,x2?,..,xn?相互独立，且每个 x i x_i xi?与X同分布，则称 x 1 , x 2 , . . , x n x_1,x_2,..,x_n x1?,x2?,..,xn?为简单随机样本，简称样本。通常把n称为样本容量。
样本具有两重性，即当在一次具体的抽样后它是一组确定的数值。但在一般叙述中样本也是一组随机变量，因为抽样是随机的。一般地，用 X 1 , X 2 , . . . , X