Väestön otannalla tarkoitetaan prosessia, jonka avulla edustavien yksilöiden ryhmä valitaan populaatiosta tilastollista analyysiä varten. Väestönäytteenotto oikein on erittäin tärkeää, koska virheet voivat johtaa virheellisiin tai harhaanjohtaviin tietoihin. Väestön otannassa käytetään useita tekniikoita sen varmistamiseksi, että yksilöitä voidaan käyttää tietojen tuottamiseen, joita voidaan käyttää yleistymiseen suuremmasta väestöstä.
Tilastollinen otanta on tärkeä tutkimusväline monille tieteenaloille, koska sen avulla ihmiset voivat oppia lisää väestöstä tutkimatta väestön jokaista yksilöä. Kuitenkin, koska tilastollinen otanta ei tutki kaikkia yksilöitä tarkasti, se on altis virheille. Siksi monet tutkijat käyttävät merkittävän osan ajastaan väestön näytteenottoon varmistaakseen, että se tehdään tavalla, joka kestää muiden tutkijoiden ja tutkijoiden valvontaa.
Ensimmäinen askel väestön otannassa on tunnistaa väestö, josta tutkijat haluavat oppia lisää. Jos esimerkiksi joku haluaa tietää, kuinka monella afrikkalaisamerikkalaisella on kissoja, tutkijat tietävät, että tutkittavana oleva väestö on afroamerikkalainen yhteisö. Populaationäytteitä käytetään edustavien yksilöiden valitsemiseen tästä laajasta yhteisöstä, jotta arvio kissojen omistajuudesta tämän yhteisön muiden jäsenten keskuudessa voidaan ekstrapoloida.
Yksi yleisimmistä populaationäytteenottotekniikoista on satunnaisotanta, jossa tutkija piirtää lähinnä nimet hatusta. Tiedemies voi myös käyttää klusterinäytteenottoa, tekniikkaa, jossa suurempi populaatio jaetaan pienempiin klustereihin; useat näistä klustereista valitaan satunnaisesti tutkimukseen. Toinen yleinen tekniikka on järjestelmällinen näytteenotto, jossa tutkija valitsee joka n. Yksilö tutkittavasta väestöstä kerätäkseen tietoja.
Näiden näytteenottotekniikoiden muita permutaatioita on valikoima, joita käytetään tietojen keräämiseen. Yleisesti ottaen mitä suurempi otoskoko, sitä parempia tuloksia saadaan. Useimmat tilastotieteilijät pyrkivät välttämään mukavuusnäytteenottoa, jossa käytetään helposti saatavilla olevien yksilöiden otosta eikä laajaa väestöä. Esimerkki mukavasta näytteenotosta olisi kyselyiden pino sijoittaminen yhteen terveyskeskukseen, joka saattaa paljastaa tietoa kyseistä lääketieteellistä klinikkaa käyttävästä väestöstä, mutta ei välttämättä joukkoa tuloksia, joita voitaisiin tulkita laajemmin.