样本中独立或能自由变化的数据的个数，称为该统计量的自由度。一般来说，自由度等于独立变量数减掉其衍生量数；举例来说，方差的定义是样本减平均值（一个由样本决定的衍生量）的平方之和，因此对"N"个随机样本而言，其自由度为"N-1"。数学上，自由度是一个随机向量的维度数，也就是一个向量能被完整描述所需的最少单位向量数。举例来说，从电脑萤幕到厨房的位移能够用三维向量formula_1来描述，因此这个位移向量的自由度是3。自由度也通常与这些向量的座标平方和，以及卡方分布中的参数有所关联。