Estymator Jamesa-Steina – estymator wartości oczekiwanej wielowymiarowej zmiennej losowej .
Został on opracowany etapami w dwóch kluczowych publikacjach. Wcześniejsza wersja estymatora powstała w 1956 roku, kiedy Charles Stein doszedł do zaskakującego wniosku: podczas gdy klasyczny estymator średniej, czyli średnia z próby, jest dopuszczalny dla wymiaru , to staje się niedopuszczalny dla . Stein zaproponował ulepszony estymator, który „ściąga” średnie próbkowe w kierunku bardziej centralnego wektora średnich (może on być wybrany a priori lub lub – co częstsze – być „średnią średnich z próby”, przy założeniu że wszystkie próbki mają ten sam rozmiar). To zjawisko znane jest jako przykład lub paradoks Steina. W 1961 roku Willard James i Charles Stein uprościli pierwotną konstrukcję estymatora.
Można wykazać, że estymator Jamesa–Steina dominuje nad „zwykłym” podejściem najmniejszych kwadratów w tym sensie, że estymator Jamesa–Steina ma niższy średni błąd kwadratowy (MSE) niż „zwykły” estymator najmniejszych kwadratów dla wszystkich .