Próba losowa powstaje w ten sposób, że jednostki które do niej trafiają, wybierane są za pomocą określonych technik i metod probabilistycznych oraz z zastosowaniem rachunku prawdopodobieństwa. Poprawnie wybrana próba losowa jest z założenia próbą reprezentatywną, czyli uzyskane wyniki można z określonym prawdopodobieństwem trafności (zwanym błędem z próby) uogólniać na całą populację badaną. To, czy jest ona reprezentatywna zależy jeszcze od tego, jak kompletny i aktualny jest operat losowania, czyli zbiór jednostek wchodzących w skład populacji badanej. Dla każdej jednostki wchodzącej w skład operatu losowania można wyliczyć prawdopodobieństwo jej wylosowania do próby. Tak więc próba losowa jest reprezentatywna wyłącznie dla populacji, do której należą jednostki znajdujące się w operacie losowania.