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。