Tilastoissa luottamusvälejä käytetään väestöarvioina väestöparametreille. Niitä käytetään usein tieteessä ja tekniikassa hypoteesien testaamiseen, tilastolliseen prosessinhallintaan ja tietojen analysointiin. Vaikka luottamusvälit voidaan laskea käsin, on tyypillisesti helpompaa ja paljon nopeampaa käyttää erikoistuneita tilasto -ohjelmia tai edistyneitä graafisia laskimia.
Jos todennäköisyyslauseke muodossa P (L≤θ≤U) = 1 – α voidaan kirjoittaa siten, että L ja U ovat yksinomaan otantatietojen funktioita ja θ on parametri, L: n ja U: n välinen aikaväli on luottamus väli. Tämä määritelmä voidaan ilmaista intuitiivisemmin ja käytännöllisemmin sanomalla, että väite, jonka mukaan parametri θ on luottamusvälillä, pitää paikkansa 100 (1 – α)% kertaa lausunnon antamisajoista. Termi (1 – α) tunnetaan luottamuskertoimena.
Normaalijakautuneelle populaatiolle, jonka keskimääräinen μ ja tunnettu varianssi σ2, 100 (1 – α) luottamusväli keskiarvon ympärillä voidaan laskea yhtälöllä x – zα/2σ/√n ≤ μ ≤ x + zα/ 2σ/√n, jossa zα/2 on normaalin normaalijakaumakäyrän ylin 100α/2 prosenttiyksikkö. Tämä on yksinkertainen tapaus, koska koko populaation todellista keskiarvoa ja vaihtelua ei yleensä tiedetä.
Usein luottamusvälejä käytetään määrittämään, kuinka hyvin tietty parametri sopii tiettyyn tietojoukkoon. Esimerkiksi jos tietyn tietojoukon luottamusväli ulottuu 45: stä 55: een ja luottamuskerroin on 0.95, voidaan väittää, että kaikki tämän alueen sisältämät datapisteet kuuluvat 95 prosentin luottamusväestöön. Luottamuskertoimen lisääminen tiivistää aikaväliä, mikä tarkoittaa, että pienempi muuttujien alue voidaan selittää suuremmalla luottamuksella. Luottamuskertoimen pienentäminen pidentää aikaväliä, mutta vähentää luottamusta.
Joillekin sovelluksille, kuten normaalijakautuneille populaatioille, joilla on tunnetut keskiarvot ja varianssit, luottamusvälien laskemiseen käytetyt yhtälöt ovat helposti saatavilla. Tilastotaulukoita voidaan käyttää zα/2 -arvojen löytämiseen. Muut sovellukset, kuten tekniikan tietojen analysointi, vaativat kehittyneempiä laskentamenetelmiä. Yleensä on käytännöllisempää käyttää tilasto -ohjelmaa luottamusvälien määrittämiseen näissä tapauksissa. Tilasto -ohjelmat voivat olla erityisen hyödyllisiä, kun tietojoukot ovat erittäin suuria ja tulokset on esitettävä graafisesti.