严格地讲，同质（homogeneity）是指被研究指标的影响因素相同。但在医学研究中有些影响因素往往是难以控制的、甚至是未知的、如遗传、营养等。因此，在实际工作中只有相对的同质，即可以把同质理解为影响被研究指标较大的、可以控制的主要因素尽可能相同。例如研究儿童的身高，则要求影响身高这一指标较大的、易控制的因素如性别、年龄、民族、地区要相同，而不能控制的因素像遗传、营养等影响因素可以略去。同质基础上的各观察单位（亦称为个体）之间的差异为变异（variation）。如同性别、同年龄、同民族、同地区儿童的身高有高有低，称为身高的变异。
总体（population）是根据研究目的而确定的同质的个体之全部。确切地说，是性质相同的所有观察单位某一变量值的集合。例如研究某地1993年健康成年男性的身高（cm），则该地1993年全部健康成年男子的身高构成一个总体。该总体只包括有限个观察单位，称为有限总体。有时总体是设想的中是抽象的，例如研究用某药治疗冠心病患者的疗效，其总体的同质基础是同用该药治疗的冠心病患者，而总体为设想用该药治疗的所有冠心病患者的治疗结果，这里没有确定的时间和空间范围的限制，因而观察单位数无限，称为无限总体。
实际工作中，经常是从总体中随机抽取一定数量的个体，作为样本（sample），用样本信息来推断总体特征。从总体中抽取部分个体的过程称为抽样。抽样必须遵循随机化原则，即要使总体中每一个体有同等的机会被抽取*，这样的样本对总体有较好的代表性，能根据其统计量推断总体特征。
由于总体中存在个体变异，抽样研究中所抽取的样本，只包含总体中一部分个体，因而样本均数（或率）往往不等于总体均数（或率），这种由抽样引起的差异称为抽样误差。抽样误差愈小，用样本推断总体的精确度愈高；反之，其精确度愈低。由于生物的个体变异是客观存在的，因而抽样误差是不可避免的，但抽样误差有一定的规律性，以后将讨论和应用这种规律性。
概率是反映某一事件发生的可能性大小的量。常用符号P表示，范围在0与1之间。P≤0.05和P≤0.01分别表示事件发生的可能性等于或小于0.05和等于或小于0.01。习惯上把P≤0.05或P≤0.01的事件称为小概率事件，表示某事件发生的可能性很小。