Zoals hierboven in het onderdeel Schatting is opgemerkt, is statistische gevolgtrekking het proces waarbij gegevens uit een steekproef worden gebruikt om schattingen te maken of hypothesen over een populatie te toetsen. Het gebied van steekproefenquêtemethoden houdt zich bezig met effectieve manieren om steekproefgegevens te verkrijgen. De drie meest voorkomende soorten steekproefenquêtes zijn postenquêtes, telefonische enquêtes en persoonlijke interviews. Bij al deze methoden wordt gebruik gemaakt van een vragenlijst, waarvoor een grote hoeveelheid kennis bestaat over de formulering, volgorde en groepering van de vragen. Er zijn andere soorten steekproefenquêtes waarbij geen vragenlijst wordt gebruikt. Het trekken van steekproeven uit de boekhouding voor een audit en het gebruik van een computer voor het trekken van steekproeven uit een groot gegevensbestand zijn bijvoorbeeld steekproefenquêtes waarbij directe observatie van de eenheden in de steekproef wordt gebruikt om de gegevens te verzamelen.
Een doel bij het ontwerpen van steekproefenquêtes is het verkrijgen van een steekproef die representatief is voor de populatie, zodat nauwkeurige conclusies kunnen worden getrokken. Steekproeffout is het verschil tussen een populatieparameter en een steekproefstatistiek die wordt gebruikt om deze te schatten. Het verschil tussen een populatiegemiddelde en een steekproefgemiddelde is bijvoorbeeld een steekproeffout. Een steekproeffout ontstaat doordat een deel van de populatie, en niet de gehele populatie, wordt onderzocht. Aan de hand van waarschijnlijkheidssteekproefmethoden, waarbij de kans dat elke eenheid in de steekproef voorkomt bekend is, kunnen statistici waarschijnlijkheidsuitspraken doen over de grootte van de steekproeffout. Niet op kansberekening gebaseerde steekproefmethoden, die veeleer op gemak of oordeel dan op kansberekening zijn gebaseerd, worden vaak gebruikt vanwege kosten- en tijdsvoordelen. Men moet echter uiterst voorzichtig zijn bij het trekken van conclusies uit een niet-waarschijnlijkheidssteekproef; of de steekproef al dan niet representatief is, hangt af van het oordeel van de personen die de enquête ontwerpen en uitvoeren, en niet van deugdelijke statistische beginselen. Bovendien is er geen objectieve basis voor het vaststellen van grenzen aan de steekproeffout wanneer een niet-waarschijnlijkheidssteekproef is gebruikt.
De meeste opiniepeilingen bij de overheid en in het bedrijfsleven maken gebruik van kanssteekproeven. In het algemeen kan worden aangenomen dat elke enquête die een plus- of minfoutmarge vermeldt, is uitgevoerd met gebruikmaking van kanssteekproeven. Statistici geven de voorkeur aan kanssteekproefmethoden en bevelen aan deze waar mogelijk te gebruiken. Er zijn verschillende methoden voor kanssteekproeftrekking beschikbaar. Enkele van de meest gangbare worden hier besproken.
Eenvoudige aselecte steekproeftrekking vormt de basis voor veel methoden voor kanssteekproeftrekking. Bij enkelvoudige aselecte steekproeftrekking heeft elke mogelijke steekproef van grootte n dezelfde kans om geselecteerd te worden. Deze methode is hierboven besproken in het hoofdstuk Schatten.
Gestratificeerde enkelvoudige aselecte steekproeftrekking is een variant van enkelvoudige aselecte steekproeftrekking waarbij de populatie wordt verdeeld in relatief homogene groepen, strata genaamd, en uit elk stratum een enkelvoudige aselecte steekproef wordt getrokken. De resultaten van de strata worden vervolgens samengevoegd om conclusies te trekken over de populatie. Een bijkomend voordeel van deze methode is dat ook conclusies kunnen worden getrokken over de subpopulatie die door elk stratum wordt vertegenwoordigd.
Bij clustersteekproeftrekking wordt de populatie in afzonderlijke groepen verdeeld die clusters worden genoemd. Anders dan bij gestratificeerde enkelvoudige aselecte steekproeftrekking is het wenselijk dat de clusters uit heterogene eenheden bestaan. Bij eentrapssteekproeftrekking wordt een enkelvoudige aselecte steekproef van clusters getrokken en worden gegevens verzameld bij elke eenheid in de bemonsterde clusters. In tweefasige clustersteekproeftrekking wordt een enkelvoudige aselecte steekproef van clusters getrokken en wordt vervolgens een enkelvoudige aselecte steekproef getrokken uit de eenheden in elke bemonsterde cluster. Een van de belangrijkste toepassingen van clustermonstering wordt gebiedsbemonstering genoemd, waarbij de clusters provincies, gemeenten, stadsblokken of andere welomschreven geografische delen van de bevolking zijn.