心理學的推斷統計是以數學為基礎而形成的統計方法。推斷統計當中的數學基礎包括機率、樣本平均數以及抽樣原理和抽樣方法三種。所謂的機率就是指事件隨機出現的可能性大小，在這一過程當中包括後驗機率和先驗率兩種。而機率也存在兩個研究定理，分別是加法定理和乘法定理。對於機率的分佈型別一共有三個，分別是離散分佈與連續分佈、經驗分佈與理論分佈以及基本隨機變數分佈與抽樣分佈。所謂的機率分佈這是吧隨機變數取值的機率分佈情況用相關的數學方法進行描述。機率的分佈也有五個型別，分別是正太分佈、二項分佈、T分佈、X平方分佈以及F分佈。而樣本平均數分佈則是指根據總體資料說得出結果是否屬於正態分佈，並且是否可以得出方差來定義，樣本平均數分佈當中存在中心極限定理以及大數定律。抽樣原理和抽樣方法都遵循著隨機性原則，因此，應該保證每個個體被選取的機率是相同的，並且要進行售後檢驗，就是需要重複抽樣，以保證每個個體被抽取的機率的公平性以及一致性。一般來說，抽樣方法有兩種，分別是機率抽樣以及非機率抽樣了之後所謂的機率抽樣就是在一定的機率基礎之上，遵循隨機抽取樣本的規則。機率抽樣也分為四種，分別是簡單隨機抽樣法、分層隨機取樣法、等距取樣法以及多段隨機取樣法。而非機率抽樣也分為兩種，分別是方便取樣以及在某些條件下選擇固定的被試進行抽樣。