นัยสำคัญทางสถิติหมายความว่าผลลัพธ์ที่สังเกตไม่ได้เกิดจากข้อผิดพลาดในการสุ่มตัวอย่าง ต้องพิจารณาความแปรปรวนเมื่อทำการทดลอง โพล หรือเทคนิคการสุ่มตัวอย่างอื่นๆ เนื่องจากผลการวิจัยอาจมาจากตัวอย่างที่ไม่เป็นตัวแทน การวิเคราะห์ทางสถิติที่เรียกว่าการทดสอบสมมติฐานใช้เพื่อระบุว่าการสังเกตมีนัยสำคัญทางสถิติหรือไม่ กระบวนการเริ่มต้นด้วยการตั้งค่าผลลัพธ์เทียบกับสมมติฐานที่เป็นโมฆะ ซึ่งโดยทั่วไปคือการอ้างสิทธิ์ที่ไม่มีความแตกต่างหรือความสัมพันธ์ระหว่างชุดข้อมูล นักเรียน จากนั้นจึงทำการทดสอบทางสถิติที่เหมาะสมเพื่อสร้างความเป็นไปได้ที่เรียกว่าค่า p ซึ่งบ่งชี้ความน่าจะเป็นของการสังเกตที่จะเกิดขึ้นหากสมมติฐานว่างเป็นจริง ยิ่งความน่าจะเป็นนี้ต่ำ โอกาสที่เหตุการณ์จะไม่ได้เกิดจากความบังเอิญก็จะยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น จากนั้นค่า p นี้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งเรียกว่า α (อัลฟ่า) หรือระดับนัยสำคัญ หากค่า p ต่ำกว่าเกณฑ์นี้ สมมติฐานว่างจะถูกปฏิเสธ ความแตกต่างที่สังเกตได้จะสรุปว่าไม่ได้เกิดจากความบังเอิญ และถือว่าผลลัพธ์มีนัยสำคัญทางสถิติ