Poziom istotności określa prawdopodobieństwo uzyskania skrajnie dużych wartości statystyki, co świadczy o niedopasowaniu modelu teoretycznego do badanej populacji, przy czym: im mniejszy jest poziom istotności, przy którym wartość statystyki chi-kwadrat "wpada" w obszar krytyczny, tym większe jest niedopasowanie.
Uwaga 1 Jak obliczać prawdopodobieństwa teoretyczne Wartości teoretyczne prawdopodobieństw dla rozkładu ciągłego (np. dla rozkładu normalnego) są zadane przez całki z funkcji gęstości prawdopodobieństwa po odpowiednich przedziałach , do których zostały zaliczone wyniki z próby losowej. Wartości teoretyczne prawdopodobieństw dla rozkładu dyskretnego (np. dla rozkładu Poissona, dwumianowego) są równe sumom prawdopodobieństw uzyskania tych wyników próby losowej, które zostały wliczone do odpowiadających im przedziałom pomnożonych przez liczebność próby. Wartość można wyznaczyć także jako różnice wartości dystrybuanty rozkładu teoretycznego dla punktów brzegowych przedziału , tj. ;