調査・観測の対象となる集合全体を表す統計学上の概念である。数に限りがあるものを有限母集団といい、限りのないものは無限母集団とされる。

ある母集団を調査したいときは、集合全体を調べる必要があるため非常に手間がかかる。そこで母集団の一部をサンプルとして抜き出し、調査する手法として標本が存在する。標本から得られた情報を元に母集団を推測するというのが「標本調査」で、統計学では一般的である。ただし集計した結果には標本誤差が含まれる可能性がある。これに対して調査対象の集団を1つ残らず調査する方法を「全数調査」といい、国勢調査はこの方法である。こちらは誤差が含まれない。

例えば日本人男性の平均的な入浴時間を知りたいとしよう。このとき該当者すべてに聞き込み調査をするのは現実的ではない。そこで日本人男性を数百人くらい無作為に選び、平均を割り出す。そして平均から母集団を推測するというのである。テレビの視聴率なども一部の選ばれた人達から割り出された数値であり、母集団が推測されている。