La clasificación tradicional de la Estadística matemática diferencia tres partes fundamentales: Estadística descriptiva, Cálculo de probabilidades e Inferencia estadística. La primera de ellas explica cómo organizar, representar y analizar la información obtenida de las muestras. El Cálculo de probabilidades estudia los modelos teóricos que sirven como patrón de comportamiento a estos datos muestrales. Y, finalmente, la Inferencia estadística analiza cómo generalizar las conclusiones extraídas de la muestra al resto de individuos que no han podido ser estudiados.
Los científicos experimentales, los ingenieros, los empresarios, los economistas, los sociólogos y los politólogos manejan en la actividad profesional informes y proyectos que precisan de clasificación y análisis de datos. La toma de decisiones se fundamenta en la Estadística inferencial que es probablemente la concreción más extendida de la Estadística matemática aplicada y que permite mejorar la fiabilidad de las decisiones tomadas bajo incertidumbre.