Próba reprezentatywna proceduralnie to próba dobrana w taki sposób że: dla każdej jednostki należącej do populacji określone i znane jest prawdopodobieństwo wylosowania do próby, dla każdej jednostki należącej do populacji prawdopodobieństwo to jest różne od zera.
Należy zwrócić uwagę, iż aby zrealizować te postulaty prawie zawsze (wyjątkiem jest próba dobrana w sposób systematyczny) konieczne jest posiadanie kompletnej listy jednostek należących do populacji.
Tylko postulaty reprezentatywności proceduralnej pozwalają na udowodnienie twierdzeń matematycznych pozwalających określić wielkość błędu statystycznego. Dlatego wyłącznie próba dobrana w sposób losowy pozwala na wnioskowanie na temat populacji w sposób ścisły (tj. ze znanym prawdopodobieństwem popełnienia błędu I rodzaju).
Jeżeli dobór próby nie realizuje postulatów reprezentatywności proceduralnej, to dobrana zgodnie z nim próba nie jest próbą losową.