Wissenschaft, die das Ziel hat, Massenerscheinungen zu erfassen und zahlenmäßig zu beschreiben.

Die mathematische Statistik wird in zwei Einsatzformen angewandt:

• als Methode zur übersichtlichen, anschaulichen Darstellung bestimmter Sachverhalte (z. B. Leistungsstatistik im Sport)
• als wissenschaftliches Verfahren in Form statistischer Analysen zum Nachweis bestehender Abhängigkeiten und Gesetzmäßigkeiten (z. B. im sportlichen Entwicklungsprozess).

Die Grundlage der mathematische Statistik bilden Messungen, Zählungen, Beobachtungs- und Befragungsergebnisse an den Elementen (Individuen, Objekten) einer Stichprobe. Die mathematische Statistik bildet für den Sport und die Sportwissenschaft ein wesentliches Mittel, um leistungsdiagnostische Ergebnisse, Gesetzmäßigkeiten des Trainings, Charakteristika sportlicher Bewegungen oder ähnliche Sachverhalte erfassen, beschreiben und analysieren zu können. Die mathematische Statistik stützt sich in ihren Verfahren weitgehend auf die Wahrscheinlichkeitsrechnung. Prozesse, bei denen Zufallsgrößen und auch deren zeitliche Entwicklung eine bestimmte Rolle spielen, werden stochastische Prozesse genannt. Dieser dynamische Standpunkt der Stochastik unterscheidet sich von der statischen Betrachtungsweise, bei der die Untersuchung von Zufallsgrößen ohne Berücksichtigung einer möglichen Zeitabhängigkeit durchgeführt wird. Prozesse des Trainings und der Leistungsentwicklung von Sportlern und Sportlergruppen werden mit stochastischen Methoden untersucht. [52]