推断统计学（或称统计推断，英语：statistical inference），指统计学中，研究如何根据样本数据去推断总体数量特征的方法。它是在对样本数据进行描述的基础上，对统计总体的未知数量特征做出以概率形式表述的推断。更概括地说，是在一段有限的时间内，通过对一个随机过程的观察来进行推断的。

统计学中，统计推断与描述统计相对应。

统计推断的结果常用来决定下一步的作法，可能是要做更深入的试验或问卷，或是是决定是否要实行某项方案。

Statistical inference is the process of deducing properties of an underlying distribution by analysis of data. Inferential statistical analysis infers properties about a population: this includes testing hypotheses and deriving estimates. The population is assumed to be larger than the observed data set; in other words, the observed data is assumed to be sampled from a larger population.