El estudio estadístico de una situación con propósitos inferenciales se centra en dos conceptos fundamentales: población y muestra, los cuales serán definidos a continuación: 

• La inferencia es el proceso por el cual se derivan conclusiones a partir de premisas.​ Cuando una proposición se sigue de otras de ese modo, se dice que éstas implican aquélla. La inferencia es el objeto de estudio tradicional de la lógica.

Población. Es el conjunto formado por todos los valores posibles que puede asumir, la variable objeto de estudio. 

Así por ejemplo, en un estudio sobre la preferencia de los votantes en una elección presidencial, la población consiste en todas las respuestas de los votantes registrados. Pero el término no sólo está asociado a la colección de seres humanos u organismos vivos; y tenemos así que, si se va a hacer una investigación de las ventas anuales de los supermercados, entonces las ventas anuales de todos los supermercados constituyen así mismo la población. 

                               

Es bueno tener en cuenta que el término población se interpreta de dos maneras cuando se hace un estudio estadístico, a saber: 

1. La interpretación propia en el Análisis Estadístico, que corresponde a la que hemos presentado anteriormente. 

2. Como el conjunto de objetos sobre los cuales actúa la variable considerada. 

Por tanto, no es extraño escuchar expresiones tales como, "se hizo un estudio de los niveles de ingreso de la población trabajadora colombiana", entendiéndose con ello que el elemento estadístico objeto de análisis fue el registro numérico de los ingresos.