在隨機誤差中，最重要的是抽樣誤差。我們從同一總體中隨機抽取若干個大小相同的樣本，各樣本平均數（或平均率）之間會有所不同。這些樣本間的差異，同時反映了樣本與總體間的差異。它是由于從總體中抽取樣本才出現的誤差，統計上稱為抽樣誤差（或抽樣波動）。例如，抽樣誤差在醫學生物實驗中最主要的來源是個體的變異。所以這是一種難以控制的、不可避免的誤差。但抽樣誤差是有一定規律的。研究和運用抽樣誤差的規律,是根據樣本估計總體時所必須領會的基本概念之一，也是醫學統計學的重要內容之一。
實驗誤差
隨機誤差中還包括重復誤差。它是由于對同一受試對象或檢樣采用同一方法重復測定時所出現的誤差。如用天平稱同一個燒杯的重量，重復測定多次，其結果會有某些波動。控制重復誤差的手段主要是改進測定方法，提高操作者的熟練程度。重復是摸清實驗誤差大小的手段，以便分析和減少實驗誤差。