统计分析可分为描述统计和推断统计。描述统计是使用图形、表格等可视化工具以及通过刻画趋势的特征指标对数据的总体分布进行描述的统计分析方法。常用的统计图表有直方图、条形图、茎叶图、饼图、箱线图、列联表等。常用的描述趋势的样本特征有刻画中心趋势的，如样本均值、样本中位数、样本总数等；有刻画散布趋势的，如样本方差、样本标准差、样本变异系数等。推断统计是指使用概率工具、运用统计模型对数据的总体分布进行推断、决策的统计分析方法。推断统计又常分为参数统计和非参数统计，参数估计、假设检验等统计分析方法属于推断统计中的参数统计。描述统计是统计学的基础，伴随着统计学发展的全过程，20世纪之后进入现代统计学阶段，推断统计得到迅猛发展，广泛应用。二者之间并不是孤立的，描述统计和推断统计常常交叉运用，共同促进统计学发展。

统计学认识未知现象过程大致通过三个步骤的循环逐步实现的，具体步骤为：①明确研究问题，通过观察或实验获得必要的数据资料。②进行统计分析，推断未知结果。③通过实践检验推断效果，寻找下一步研究的方向。统计学认识未知现象的流程图（见图）。分析观测资料的步骤就是统计分析，这是至关重要的一步，需要掌握大量的统计专业知识，使用多种统计分析方法。

统计学认识未知现象过程流程图

例如研究北京市居民身高情况，如已采用放回简单随机抽样方法获得了部分（个）北京居民的身高数据，用统计语言来说即获得了一个样本容量是的样本。此问题要描述北京市居民身高情况，即想了解北京市居民身高的总体分布情况，这是未知的，因此只能对获取的数据进行统计分析，来估计总体分布。运用描述统计方法，可绘制直方图，用直方图的顶边连线近似总体密度函数，如直方图有单峰对称的特点，可主观判断身高近似服从正态分布。还可计算刻画中心趋势的样本均值和刻画散布情况的样本方差等。用推断统计方法可建立位置模型：

假定模型误差项独立，且，。运用最小二乘法得到参数估计为，。如假定条件为独立且同服从于正态分布，即，运用极大似然法得到参数估计为，。进一步还可做参数的区间估计，参数是否等于，模型是否服从正态分布等问题的假设检验等统计推断。

统计分析做出的统计推断加深了对于研究问题的理解，其特点是定量分析。当前绝大多数统计著作都在介绍统计分析方法。统计分析是统计工作者的专业特长，当今社会是信息社会，数据的重要性不言而喻，做好统计分析工作是统计工作者的社会责任。而掌握一些基本的统计思想、原理，了解一些常用的统计分析方法，也成为当代公民需要具备的基本统计素养。