统计学是在数据分析的基础上，自17世纪中叶产生并逐步发展起来的一门学科。它是研究如何测定、收集、整理、归纳和分析反映数据数据，以便给出正确消息的科学。统计广泛地应用在各门学科，从自然科学、社会科学到人文学科，甚至被用来工商业及政府的情报决策之上。随着大数据(Big Data)时代来临，统计的面貌也逐渐改变，与信息、计算等领域密切结合，是数据科学(Data Science)中的重要主轴之一。

譬如自一组数据中，可以摘要并且描述这份数据的集中和离散情形，这个用法称作为描述统计学。另外，观察者以数据的形态，创建出一个用以解释其随机性和不确定性的数学模型，以之来推论研究中的步骤及母体，这种用法被称做推论统计学。这两种用法都可以被称作为应用统计学。数理统计学则是讨论背后的理论基础的学科。

Statistics is the study of the collection, analysis, interpretation, presentation, and organization of data. In applying statistics to, e.g., a scientific, industrial, or social problem, it is conventional to begin with a statistical population or a statistical model process to be studied. Populations can be diverse topics such as "all people living in a country" or "every atom composing a crystal". Statistics deals with all aspects of data including the planning of data collection in terms of the design of surveys and experiments.