推理統計，也稱爲推論統計或統計推論，是一種利用抽樣調查來從局部推斷總體的統計方法。它通過計算和檢驗來對不確定的數據做出決策，包括對總體參數的估計和假設的檢驗。推理統計的理論基礎是概率論，它依賴於抽樣理論和方法。具體來說，推理統計包括兩個主要部分：參數估計和假設檢驗。參數估計是通過樣本的統計值來推論總體的參數值，而假設檢驗則是根據抽樣的結果對調查前所作的假設作出拒絕或接受的判斷。例如，如果對某市少年犯人重複抽樣100次，如果有96次或是91次所作的區間估計包含了少年犯人的平均年齡在16-17歲之間，則進行一次估計成功的概率爲96%或91%，即顯著水平達到4% (0. 04)或9% (0. 09)，也就是說估計錯誤的可能性不超過4%或9%。
推理統計也是一種歸納推理，但不同於簡單枚舉歸納推理。例如，爲了解全國住戶對電視機的需要量，就根據收入的多少等情況而把住戶分成若干類（若干層次），從每類中再隨機抽出一定數量的住戶作爲樣本進行調查，將所得需求量的結果，應用統計學中的計算方法而推出全國的需求量。