تُستخدم لاستخلاص نتائج تتجاوز حدود العينة لتشمل المجتمع الإحصائي بأكمله، وتعتمد على نظرية الاحتمالات، ومن أهم أساليبها:
1. اختبارات الفرضيات؛
2. تحليل الارتباط والانحدار؛
3. تحليل التباين (ANOVA)؛
4. اختبارات مربع كاي (Chi-square tests) ؛
5. التحليل العاملي وتحليل المكونات الرئيسية.
تُعد هذه الأساليب جوهر البحث التجريبي لأنها تسمح بالتحقق من العلاقات الإحصائية بين المتغيرات.