设总体共有N个元素，从中随机抽取一个容量为n的样本，在重复抽样（指在抽取样本单位的时候每次只抽取一个样本单位，观察记录之后再放回到总体中参加下一次的抽样）过程中总体单位总数始终不变时，共有种抽法，可以组成个不同的样本，在不重复抽样（是指在抽取样本单位的时候每次只抽取一个样本单位，观察记录之后不再放回到总体中参加下一次的抽样）过程中总体单位总数始终在减少时，共有个可能的样本。每一个样本都可以计算出一个均值，这些所有可能的样本均值形成的分布就是样本均值的分布。但现实中不可能将所有的样本都抽出来，因此，样本均值的概率分布实际上是一种理论分布，但统计学家能够证明它服从某种分布。