Keskihajonta on tilastollinen arvo, jota käytetään määrittämään otoksen tietojen hajaantuminen ja kuinka lähellä yksittäiset datapisteet ovat otoksen keskiarvoon tai keskiarvoon. Tietojoukon nolla -arvoinen keskihajonta osoittaa, että kaikki joukon arvot ovat samat. Suurempi arvo tarkoittaa, että yksittäiset datapisteet ovat kauempana keskiarvosta.
Normaalissa datan jakautumisessa, joka tunnetaan myös nimellä kellokäyrä, suurin osa jakelun tiedoista – noin 68% – on keskiarvon plus- tai miinus yhden keskihajonnan sisällä. Jos esimerkiksi tietojoukon keskihajonta on 2, suurin osa joukon tiedoista on 2 enemmän tai 2 vähemmän kuin keskiarvo. Noin 95.5% normaalisti jaetusta datasta on kahden keskihajonnan sisällä ja yli 99% kolmesta.
Keskiarvon laskemiseksi tilastotieteilijät laskevat ensin kaikkien datapisteiden keskiarvon. Keskiarvo on yhtä suuri kuin tietojoukon kaikkien arvojen summa jaettuna datapisteiden kokonaismäärällä. Seuraavaksi lasketaan kunkin datapisteen poikkeama keskiarvosta vähentämällä sen arvo keskiarvosta. Kunkin datapisteen poikkeama on neliö ja yksittäiset neliöpoikkeamat lasketaan yhdessä. Tuloksena oleva arvo tunnetaan varianssina. Keskihajonta on varianssin neliöjuuri.
Tyypillisesti tilastotieteilijät löytävät otoksen keskihajonnan populaatiosta ja käyttävät sitä edustamaan koko väestöä. Tarkkojen tietojen löytäminen suurelle väestölle on epäkäytännöllistä, ellei mahdotonta, joten edustavan otoksen käyttäminen on usein paras tapa. Jos joku esimerkiksi halusi löytää Kalifornian osavaltiossa olevien aikuisten miesten lukumäärän, joka painoi 180–200 kiloa, hän voisi mitata pienen määrän miesten painot ja laskea niiden keskiarvon, varianssin ja keskihajonnan ja olettaa, että samat arvot pätevät koko väestöön.
Tilastollisten analyysikäyttöjen lisäksi keskihajontaa voidaan käyttää myös määrittämään tiettyyn sijoitukseen liittyvän riskin ja volatiliteetin määrä. Sijoittajat voivat laskea sijoituksen tuottojen vuotuisen keskihajonnan ja käyttää tätä lukua määrittääkseen, kuinka epävakaa sijoitus on. Suurempi keskihajonta merkitsisi riskialttiimpaa sijoitusta olettaen, että vakaus oli toivottu tulos.