我們稱具有相同性質的一類事物為同質，而在同質條件下，就同一觀察指標來說，各觀察單位表現出來的數量間存在著差異，這種客觀存在的差異性稱為變異。
例如，研究兒童的身體發育，同性別、同年齡兒童(統計上稱為“同質”觀察單位)的身高，有高有低，各不相同，稱為身高的變異。日常生活中，有時也可以看到，同性別中，有的低年齡兒童的身高，高於高年齡兒童，但總的說來，兒童的身高總是隨年齡而增加，這是客觀規律。
同理，同種屬、同性別、年齡相近的小白鼠，喂以同種飼料，其所增體重(g)亦各不相同，亦稱為變異，但客觀規律是飼料所含營養成分愈多，所增體重愈多。上例中的個體變異表現為定量，如身高的高低，所增體重的多少;有時亦可表現為定性的，如用某藥治療某種病人後的痊癒、好轉、惡化等。同質觀察單位之間的個體變異，是生物的重要特徵，是偶然性的表現，是由於生物體內外環境中，多種因素的綜合影響造成的，其中許多因素是未知的，也是難於控制的.。
統計研究的是有變異的事物，統計的任務就是在同質分組的基礎上，通過對個體變異的研究，透過偶然現象，反映同質事物的本質特徵和規律。
