Matematická statistika je vedecká disciplína na pomezí popisné
statistiky a
aplikované matematiky. Zabývá se teoretickým rozborem a návrhem metod získávání s analýzy
empirických dat obsahujících prvek nahodilosti, tedy teorií
plánování experimentu, výberu, statistických
odhadu,
testování hypotéz a statistických modelu. S využitím aparátu
teorie pravdepodobnosti se snaží odhadnout vlastnosti rozdelení pozorovaných dat, chápaných jako realizace
náhodných velicin, a metodologicky plánovat
sber dat tak, aby toto odhadování bylo efektivní. Jestliže tedy teorie pravdepodobnosti na základe znalosti chování urcité náhodné veliciny urcuje
pravdepodobnost urcitého výsledku (
náhodného pokusu), matematická statistika naopak na základe dat hledá vlastnosti náhodné veliciny. Tento postup se oznacuje jako statistická inference, statistická indukce nebo statistické usuzování. Základními typy statistické inference jsou bodový odhad,
intervalový odhad a
testování hypotéz. Jako statistické modelování se oznacuje tvorba a testování komplexních hypotéz o datech, zahrnující obvykle urcování více parametru ci složitou strukturu dat.