To σύνολο των δεδομένων που θα συλλεχθούν, το οποίο θα είναι προφανώς ένα υποσύνολο του πληθυσμού, ονομάζεται δείγμα. Το δείγμα θα καλείται αντιπροσωπευτικό όταν όλα τα στοιχεία του πληθυσμού έχουν την ίδια πιθανότητα επιλογής. Υπάρχουν διάφορες τεχνικές με τις οποίες μπορούμε να αντλήσουμε δεδομένα από έναν πληθυσμό. Οι κύριες δειγματοληπτικές τεχνικές είναι τέσσερις.

• Η απλή τυχαία δειγματοληψία είναι η πιο απλή περίπτωση. Επιλέγουμε τυχαία, στοιχεία (ή μονάδες) από το σύνολο του πληθυσμού.

• Η στρωματοποιημένη δειγματοληψία είναι η περίπτωση κατά την οποία χωρίζουμε τον πληθυσμό σε στρώματα και μετά επιλέγουμε τυχαία τα στοιχεία από κάθε στρώμα.

• Η δειγματοληψία κατά ομάδες είναι μία τεχνική δειγματοληψίας στην οποία χωρίζουμε τον πληθυσμό σε πολλές ομάδες (όχι στρώματα), όπου η κάθε ομάδα περιέχει ένα πλήθος στοιχείων. Επιλέγουμε τυχαία ομάδες από το σύνολο των ομάδων και συμπεριλαμβάνουμε στο δείγμα όλα τα των επιλεγμένων ομάδων.

• Η τέταρτη περίπτωση είναι η συστηματική δειγματοληψία. Ας υποθέσουμε ότι έχουμε στα χέρια μας ένα μακρύ κατάλογο με τα στοιχεία του πληθυσμού αριθμημένα. Τότε μπορούμε να εφαρμόσουμε το εξής: διαλέγουμε ένα στοιχείο στην αρχή του καταλόγου, έστω το στοιχείο που βρίσκεται στην 4η γραμμή του καταλόγου. Τα επόμενα θα επιλεγούν με ένα βήμα όπως για παράδειγμα το 10. Δηλαδή, θα επιλέξουμε το 14ο στοιχείο, το 24ο στοιχείο και ούτω καθεξής.

Όπως είναι φυσικό οι διάφορες τεχνικές μπορούν να συνδυαστούν και να προκύψουν πιο σύνθετα δειγματοληπτικά σχήματα. Οι περιπτώσεις που αναφέραμε εδώ είναι οι πιο απλές και συνάμα δημοφιλείς τεχνικές δειγματοληψίας. Σε αυτό το σημείο πρέπει να κάνουμε αναφορά στα είδη των πληθυσμών προς αποφυγή λανθασμένων συμπερασμάτων, τον αντικειμενικό πληθυσμό (target population), τον υπό μελέτη πληθυσμό (study population) και το δειγματοληπτικό πλαίσιο (sampling frame) και στην έννοια του δειγματοληπτικού σφάλματος.
Ο αντικειμενικός πληθυσμός είναι το σύνολο των ατόμων ή στοιχείων των οποίων ένα ή περισσότερα χαρακτηριστικά θέλουμε να εξετάσουμε. Ο υπό μελέτη πληθυσμός είναι υποσύνολο συνήθως του αντικειμενικού πληθυσμού (μπορεί και να ταυτίζεται). Για παράδειγμα ο αντικειμενικός πληθυσμός μίας μελέτης θα μπορούσε να είναι το σύνολο των ελλήνων μαθητών του δημοτικού σχολείου, ενώ ο υπό μελέτη πληθυσμός να αφορά μόνο στους μαθητές της Αττικής. Το δειγματοληπτικό πλαίσιο είναι το σύνολο των ατόμων (ή στοιχείων) που έχουν πραγματικά δυνατότητα επιλογής στο δείγμα (η πηγή του δείγματος). Στο ίδιο παράδειγμα, λόγω κόστους οι μαθητές κάποιων απομακρυσμένων περιοχών της Αττικής δεν έχουν τη δυνατότητα να συμπεριληφθούν στο δείγμα. Το πλαίσιο δηλαδή στην ουσία αποτελεί μία υποδιαίρεση του υπό μελέτη πληθυσμού, μπορεί όμως και να ταυτίζεται με αυτόν.
Το δειγματοληπτικό σφάλμα είναι η διαφορά ανάμεσα στα αποτελέσματα μίας δειγματοληψίας και μίας απογραφής (100% δείγμα). Όλοι έχουμε ακούσει αυτόν τον ορισμό κατά την περίοδο των εκλογών. Είναι το περιθώριο σφάλματος που αναφέρουν οι εταιρείες δημοσκοπήσεων όταν κάνουν πρόβλεψη για το ποσοστό που θα “πάρει” ένα κόμμα, το “συν πλην 3 ποσοστιαίες μονάδες”.