統計過程控制(Statistical Process Control,縮寫為SPC)是由美國休哈特博士於上世20年代提出的，自第二次世界大戰後，SPC已逐漸成為西方工業國家進行線上質量控制的基本方法。根據SPC理論，產品質量特性的波動是出現質量問題的根源，質量波動具有統計規律性，透過控制圖可以發現異常，透過過程控制與診斷理論（SPCD）可以找出異常的原因並予以排除。常用的休哈特控制圖有均值－極差（x-R）控制圖，均值－標準差（x-S）控制圖，中位數－極差（x-R）控制圖，單值－移動極差（x-Rs）控制圖，不合格品率（P）控制圖，不合格品數（Pn）控制圖，缺陷數（C）控制圖，單位缺陷數（u）控制圖等。SPC方法是保持生產線穩定，減少質量波動的有力工具。
驗設計(Design of Experiments,縮寫為DOE)是研究如何制定適當實驗方案以便對實驗資料進行有效的統計分析的數學理論與方法。實驗設計應遵循三個原則：隨機化，區域性控制和重複。隨機化的目的是實驗結果儘量避免受到主客觀系統因素的影響而呈現偏倚性；區域性控制是化分割槽組，使區組內部儘可能條件一致；重複是為了降低隨機誤差的影響，目的仍在於避免可控的系統性因素的影響。實驗設計大致可以分為四種類型：析因設計、區組設計、迴歸設計和均勻設計。析因設計又分為全面實施法和部分實施法。
六西格瑪常用的十大工具如下：
六西格瑪工具之1——顧客滿意度評估
ISO9000：2000系列標準要求企業對顧客有關組織是否已滿足其要求的感受的資訊進行測量和監視。與顧客有關的資訊可包括：對顧客和使用者的調查，有關產品方面的反饋，顧客要求和顧客抱怨，合同資訊，市場需求，服務提供資料和競爭方面的資訊等。
六西格瑪工具之2—FMEA和FTA分析
故障模式與影響分析(FMEA)和故障樹分析(FTA)均是在可靠性工程中已廣泛應用的分析技術，國外已將這些技術成功地應用來解決各種質量問題。在ISO 9004：2000版標準中，已將FMEA和FTA分析作為對設計和開發以及產品和過程的確認和更改進行風險評估的方法。中國目前基本上僅將FMEA與FTA技術應用於可靠性設計分析，根據國外文獻資料和中國部分企業技術人員的實踐，FMEA和FTA可以應用於過程(工藝)分析和質量問題的分析。質量是一個內涵很廣的概念，可靠性是其中一個方面。透過FMEA和FTA分析，找出了影響產品質量和可靠性的各種潛在的質量問題和故障模式及其原因（包括設計缺陷、工藝問題、環境因素、老化、磨損和加工誤差等），經採取設計和工藝的糾正措施。
六西格瑪工具之3——統計過程控制(SPC)
統計過程控制(Statistical Process Control,縮寫為SPC)是由美國休哈特博士於上世20年代提出的，自第二次世界大戰後，SPC已逐漸成為西方工業國家進行線上質量控制的基本方法。根據SPC理論，產品質量特性的波動是出現質量問題的根源，質量波動具有統計規律性，透過控制圖可以發現異常，透過過程控制與診斷理論（SPCD）可以找出異常的原因並予以排除。常用的休哈特控制圖有均值－極差（x-R）控制圖，均值－標準差（x-S）控制圖，中位數－極差（x-R）控制圖，單值－移動極差（x-Rs）控制圖，不合格品率（P）控制圖，不合格品數（Pn）控制圖，缺陷數（C）控制圖，單位缺陷數（u）控制圖等。SPC方法是保持生產線穩定，減少質量波動的有力工具。
六西格瑪工具之4——POKA-YOKE“防差錯系統”
防差錯系統(Poka－Yoke)經過幾十年的發展已經形成了完整的系統，在實踐中獲得充分運用並取得了顯著的效果。各種失誤在企業裡隨時隨地地發生著，其結果是造成產品缺陷不斷、損失難以下降，而導致失誤發生的人往往會說：“是一時疏忽造成的意外而已”，管理層慢慢習慣了這種狀況並習以為常。POKA－YOKE防錯法從杜絕失誤發生的源頭入手，在失誤發生之前就避免其發生，從而全面降低產品缺陷，有效減少避免損失。
六西格瑪工具之5——頭腦風暴法
頭腦風暴法又稱智力激勵法，是現代創造學奠基人美國奧斯本提出的，是一種創造能力的集體訓練法。它把一個組的全體成員都組織在一起，使每個成員都毫無顧忌地發表自己的觀念，既不怕別人的譏諷，也不怕別人的批評和指責，是一個使每個人都能提出大量新觀念、創造性地解決問題的最有效的方法。
六西格瑪工具之6——實驗設計(DOE)
驗設計(Design of Experiments,縮寫為DOE)是研究如何制定適當實驗方案以便對實驗資料進行有效的統計分析的數學理論與方法。實驗設計應遵循三個原則：隨機化，區域性控制和重複。隨機化的目的是實驗結果儘量避免受到主客觀系統因素的影響而呈現偏倚性；區域性控制是化分割槽組，使區組內部儘可能條件一致；重複是為了降低隨機誤差的影響，目的仍在於避免可控的系統性因素的影響。實驗設計大致可以分為四種類型：析因設計、區組設計、迴歸設計和均勻設計。析因設計又分為全面實施法和部分實施法。
六西格瑪工具之7——容差設計
容差設計(Tolerance Design)在完成系統設計和由引數設計確定了可控因素的最佳水平組合後進行，此時各元件(引數)的質量等級較低，引數波動範圍較寬。
六西格瑪工具之8——排列圖
排列圖的全稱是“主次因素排列圖”，也稱為Pareto圖。它是用來影響產品質量的各種因素中主要因素的一種方法，由此可以用來確定質量改進的方向。因為在現實中存在的多數問題通常是由少數原因引起的。經濟學上的80/20原則用到管理領域，其基本原理是區分“關鍵的少數”和“次要的多數”，這樣有助於抓關鍵因素，解決主要問題，為直觀起見，用圖形表示出來，這一圖形便是排列圖。
六西格瑪工具之9——方差分析與迴歸分析
方差分析(Analysis of Variance,縮寫為ANOVA)是數理統計學中常用的資料處理方法之一，是工農業生產和科學研究中分析試驗資料的一種有效的工具。也是開展試驗設計、引數設計和容差設計的數學基礎。
六西格瑪工具之10——MSA測量系統分析
測量系統分析Measurement System Analysis），它使用數理統計和圖表的方法對測量系統的誤差進行分析，以評估測量系統對於被測量的引數來說是否合適，從而判定檢驗系統的狀態、改進方向及系統可接受程度。