După cum s-a menționat mai sus în secțiunea Estimare, inferența statistică este procesul de utilizare a datelor dintr-un eșantion pentru a face estimări sau a testa ipoteze despre o populație. Domeniul metodelor de anchetă prin sondaj se referă la modalitățile eficiente de obținere a datelor din eșantion. Cele mai frecvente trei tipuri de sondaje prin sondaj sunt sondajele prin poștă, sondajele telefonice și sondajele prin interviu personal. Toate acestea implică utilizarea unui chestionar, pentru care există un volum mare de cunoștințe privind formularea, succesiunea și gruparea întrebărilor. Există și alte tipuri de anchete prin sondaj care nu implică un chestionar. De exemplu, eșantionarea înregistrărilor contabile pentru audituri și utilizarea unui calculator pentru a eșantiona o bază de date mare sunt anchete prin sondaj care utilizează observarea directă a unităților eșantionate pentru a colecta datele.
Un obiectiv în proiectarea anchetelor prin sondaj este obținerea unui eșantion care să fie reprezentativ pentru populație, astfel încât să se poată face deducții precise. Eroarea de eșantionare este diferența dintre un parametru al populației și o statistică de eșantionare utilizată pentru a-l estima. De exemplu, diferența dintre o medie a populației și o medie a eșantionului reprezintă eroarea de eșantionare. Eroarea de eșantionare apare pentru că o parte din populație, și nu întreaga populație, este intervievată. Metodele de eșantionare probabilă, în care se cunoaște probabilitatea ca fiecare unitate să apară în eșantion, permit statisticienilor să facă afirmații probabilistice cu privire la mărimea erorii de eșantionare. Metodele de eșantionare neprobabile, care se bazează mai degrabă pe comoditate sau pe judecată decât pe probabilitate, sunt utilizate frecvent pentru avantaje de cost și timp. Cu toate acestea, ar trebui să se fie extrem de atenți atunci când se fac deducții dintr-un eșantion neprobabil; dacă eșantionul este sau nu reprezentativ depinde de judecata persoanelor care proiectează și efectuează sondajul și nu de principii statistice solide. În plus, nu există o bază obiectivă pentru stabilirea limitelor privind eroarea de eșantionare atunci când a fost utilizat un eșantion neprobabilistic.
Majoritatea sondajelor guvernamentale și profesionale utilizează eșantionarea probabilistică. Se poate presupune, în general, că orice sondaj care raportează o marjă de eroare în plus sau în minus a fost realizat folosind eșantionarea probabilistică. Statisticienii preferă metodele de eșantionare prin probabilitate și recomandă ca acestea să fie utilizate ori de câte ori este posibil. Sunt disponibile o varietate de metode de eșantionare probabilistică. Câteva dintre cele mai comune sunt trecute în revistă aici.
Eșantionarea aleatorie simplă oferă baza pentru multe metode de eșantionare probabilistică. Cu eșantionarea aleatorie simplă, fiecare eșantion posibil de dimensiune n are aceeași probabilitate de a fi selectat. Această metodă a fost discutată mai sus în secțiunea Estimare.
Eșantionarea aleatorie simplă stratificată este o variantă a eșantionării aleatorii simple în care populația este împărțită în grupuri relativ omogene numite straturi și se selectează un eșantion aleatoriu simplu din fiecare strat. Rezultatele din straturi sunt apoi agregate pentru a face inferențe despre populație. Un beneficiu secundar al acestei metode este că se pot face, de asemenea, inferențe despre subpopulația reprezentată de fiecare strat.
Eșantionarea prin clustere implică împărțirea populației în grupuri separate numite clustere. Spre deosebire de cazul eșantionării aleatorii simple stratificate, este de dorit ca clusterele să fie compuse din unități eterogene. În eșantionarea cluster într-o singură etapă, se selectează un eșantion aleatoriu simplu de clustere, iar datele sunt colectate de la fiecare unitate din clusterele eșantionate. În cazul eșantionării pe grupe în două etape, se selectează un eșantion aleatoriu simplu de grupe și apoi se selectează un eșantion aleatoriu simplu din unitățile din fiecare grupă eșantionată. Una dintre aplicațiile primare ale eșantionării pe grupe se numește eșantionare de zonă, în care grupele sunt județe, comune, blocuri urbane sau alte secțiuni geografice bine definite ale populației.
.