Przestrzeń probabilistyczna (trójka probabilistyczna) – struktura umożliwiająca opis procesu losowego (tj. procesu, którego wynik jest losowy) poprzez określenie przestrzeni zdarzeń elementarnych i określenie na jej podzbiorach funkcji prawdopodobieństwa spełniającej odpowiednie aksjomaty.
Powszechnie dziś przyjmowana aksjomatyka prawdopodobieństwa (zwana aksjomatami Kołmogorowa) została podana w 1933 roku przez Andrieja Kołmogorowa i pozwoliła ująć teorię prawdopodobieństwa w postaci nowoczesnej teorii aksjomatycznej.
Definicje
Konstrukcja przestrzeni probabilistycznej przebiega w trzech etapach: ustalenie niepustego zbioru zwanego przestrzenią zdarzeń elementarnych, określenie na nim σ-ciała zwanego przestrzenią zdarzeń losowych, określenie na unormowanej miary – miary probabilistycznej (prawdopodobieństwa).
Definicja prawdopodobieństwa Niech będzie σ-ciałem określonym na danym zbiorze Elementy σ-ciała nazywa się zdarzeniami losowymi.