การสุ่มตัวอย่างประชากรหมายถึงกระบวนการที่กลุ่มตัวแทนบุคคลได้รับการคัดเลือกจากประชากรเพื่อการวิเคราะห์ทางสถิติ การดำเนินการสุ่มตัวอย่างประชากรอย่างถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากข้อผิดพลาดอาจนำไปสู่ข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือทำให้เข้าใจผิด มีเทคนิคจำนวนมากที่ใช้ในการสุ่มตัวอย่างประชากรเพื่อให้แน่ใจว่าบุคคลสามารถใช้ในการสร้างข้อมูลที่สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างภาพรวมเกี่ยวกับประชากรที่มีขนาดใหญ่ขึ้น
การสุ่มตัวอย่างทางสถิติเป็นเครื่องมือการวิจัยที่สำคัญสำหรับสาขาวิชาหลายแห่งเนื่องจากช่วยให้ผู้คนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับประชากรโดยไม่ต้องเรียนรู้ทุก ๆ คนในประชากร อย่างไรก็ตามเนื่องจากการสุ่มตัวอย่างเชิงสถิติไม่ได้ตรวจสอบบุคคลทุกคนอย่างใกล้ชิดจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาด ดังนั้นนักวิจัยหลายคนอุทิศเวลาส่วนใหญ่ในการสุ่มตัวอย่างประชากรเพื่อให้แน่ใจว่าได้ทำในลักษณะที่จะยืนขึ้นเพื่อตรวจสอบข้อเท็จจริงโดยนักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ
ขั้นตอนแรกในการสุ่มตัวอย่างประชากรคือการระบุประชากรที่นักวิจัยต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม ยกตัวอย่างเช่นหากมีคนต้องการทราบว่ามีแมวแอฟริกันอเมริกันจำนวนเท่าใดนักวิจัยรู้ว่าประชากรที่อยู่ภายใต้การพิจารณานั้นเป็นชุมชนของชาวแอฟริกันอเมริกัน การสุ่มตัวอย่างประชากรใช้เพื่อเลือกตัวแทนบุคคลจากชุมชนที่กว้างใหญ่นี้เพื่อให้การประเมินเกี่ยวกับการเป็นเจ้าของแมวในหมู่สมาชิกคนอื่น ๆ ของชุมชนนี้สามารถประเมินได้
หนึ่งในเทคนิคการสุ่มตัวอย่างประชากรที่พบมากที่สุดคือการสุ่มแบบสุ่มซึ่งนักวิจัยดึงชื่อออกมาจากหมวก นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้การสุ่มตัวอย่างแบบกลุ่มซึ่งเป็นเทคนิคที่ประชากรขนาดใหญ่แบ่งออกเป็นกระจุกขนาดเล็ก กลุ่มเหล่านี้หลายกลุ่มได้รับการสุ่มเลือกเพื่อการศึกษา เทคนิคทั่วไปอีกอย่างคือการสุ่มตัวอย่างอย่างเป็นระบบซึ่งผู้วิจัยเลือกบุคคลที่ n ทุกคนจากประชากรที่เขาหรือเธอกำลังศึกษาเพื่อรวบรวมข้อมูล
มีการจัดเรียงลำดับของเทคนิคการสุ่มตัวอย่างอื่น ๆ ที่ใช้ในการเก็บข้อมูล โดยทั่วไปยิ่งขนาดตัวอย่างใหญ่ขึ้นเท่าใดผลลัพธ์ที่ได้ก็จะดีขึ้นเท่านั้น สิ่งที่นักสถิติส่วนใหญ่พยายามหลีกเลี่ยงคือการสุ่มตัวอย่างเพื่อความสะดวกซึ่งใช้ตัวอย่างของบุคคลที่สามารถเข้าถึงได้อย่างง่ายดายแทนที่จะใช้ตัวอย่างที่หลากหลายของประชากรที่กว้างขึ้น ตัวอย่างของการสุ่มตัวอย่างความสะดวกสบายคือการจัดวางสแต็คการสำรวจที่คลีนิคการแพทย์เดียวซึ่งอาจเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับประชากรที่ใช้คลีนิคการแพทย์นั้น แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นชุดผลลัพธ์ที่สามารถตีความได้ในวงกว้าง
