Próba reprezentatywna – część populacji dająca możliwość wiarygodnej ekstrapolacji uzyskanych na jej podstawie wyników na populację, z której pochodzi, a także umożliwiająca wiarygodne wyznaczenie błędów oszacowań. Uznaje się, że próba jest reprezentatywna, gdy jej struktura jest identyczna ze strukturą populacji lub do niej zbliżona.
Próby, których struktury są identyczne ze strukturą populacji pod względem wyłącznie do niektórych cech, można nazwać próbami reprezentatywnymi ze względu na wyszczególnione zmienne, a nie reprezentatywnymi w ogóle.
Statystyka zajmuje się opisem populacji statystycznej. Jedynym sposobem uzyskania kompletnej wiedzy na temat badanej populacji jest zbadanie każdej jednostki należącej do populacji. Jednak w wielu sytuacjach zbadanie każdej jednostki populacji jest niemożliwe z przyczyn zasadniczych (np. kontrola jakości produkcji) lub niezwykle kosztowne (np. zbadanie opinii wszystkich obywateli Polski). Aby rozwiązać ten praktyczny problem wypracowano naukowe, oparte na logice i matematyce, zasady wnioskowania statystycznego pozwalające na podstawie próby wnioskować o całej populacji.