Un tamaño de muestra es un pequeño porcentaje de una población que se utiliza para el análisis estadístico. Por ejemplo, al calcular cuántas personas votarían por una determinada persona en una elección, no es posible (ya sea desde el punto de vista financiero o logístico) preguntar a cada persona en los Estados Unidos sobre su preferencia de voto. En cambio, se toma una pequeña muestra de la población. El tamaño de la muestra podría ser de unos pocos cientos, o podría ser de unos pocos miles. Todo depende de qué características desea que tenga esa muestra de población y qué tan precisos desea que sean sus resultados.

Cada vez que sondee una muestra de una población (en lugar de preguntar a todos), obtendrá algunas estadísticas que son un poco diferentes de las estadísticas «verdaderas». Esto se denomina error de muestreo y, a menudo, se expresa como puntos porcentuales. Por ejemplo, una encuesta puede tener más o menos «diez puntos». En otras palabras, si una encuestadora encuentra que el 55 por ciento de las personas votará por un determinado candidato, más o menos diez puntos, en realidad está diciendo que entre el 45 y el 65 por ciento votará por ese candidato. Una buena muestra tendrá un error de muestreo bajo (un punto o dos).

El nivel de confianza se basa en la teoría de que cuanto más a menudo se muestrea una población, más se asemejan los datos a una curva de campana. Los niveles de confianza se expresan como un porcentaje, como un «nivel de confianza del 90 por ciento». Cuanto más alto sea el nivel de confianza, más seguro estará un investigador de que sus datos parecen una curva de campana: un nivel de confianza del 99 por ciento es deseable y es probable que tenga mejores resultados que un nivel de confianza del 90 por ciento (o inferior).

El grado de variabilidad se refiere a cuán diversa es una población. Por ejemplo, es probable que una encuesta de todos los partidos políticos sobre el cuidado de la salud produzca una variación más amplia en las respuestas que una simple encuesta de un solo partido. Cuanto mayor sea la proporción indicada, mayor será el nivel de variabilidad, siendo .5 el valor más alto (y posiblemente el menos deseable). Para muestras más pequeñas, le gustaría ver un bajo grado de variabilidad (por ejemplo, 0,2).