Model statystyczny – hipoteza lub układ hipotez, sformułowanych w sposób matematyczny (odpowiednio w postaci równania lub układu równań), który przedstawia zasadnicze powiązania występujące pomiędzy rozpatrywanymi zjawiskami rzeczywistymi.
Bardziej formalnie jest to parametryzowana rodzina rozkładów łącznych rozważanych zmiennych, stąd druga nazwa przestrzeń statystyczna.
Modele statystyczne używane w ekonometrii noszą nazwę modeli ekonometrycznych.
Formalna definicja matematyczna Niech
będzie rodziną rozkładów prawdopodobieństwa określonych na przestrzeni próby indeksowaną parametrem (w szczególności może to być wektor parametrów rzeczywistych). opisuje wielowymiarowy łączny rozkład wszystkich obserwacji w próbie
Formalnie model statystyczny to para:
Niech próba opisywana przez rozkład będzie wektorem niezależnych zmiennych losowych z których każda ma rozkład a jej zbiorem wartości jest nazywany jest -elementową próbą z rozkładu
W takim przypadku stosowany jest również zapis
W praktycznych zastosowaniach podaje się po prostu warunek, jaki spełniają rozkłady z rodziny Zmienne losowe występujące w tym warunku determinują przestrzeń próby a parametry tworzą wektor