机率空间是机率论的基础。机率的严格定义基于这个概念。
定义.机率空间("Ω", "F", "P")是一个总测度为1的测度空间（即"P"("Ω")=1）. 第一项"Ω"是一个非空集合，有时称作“样本空间”。Ω 的集合元素称作“样本输出”，可写作ω。第二项"F"是样本空间"Ω"的幂集的一个非空子集。"F"的集合元素称为事件Σ。事件Σ是样本空间"Ω"的子集。集合"F"必须是一个σ-代数：("Ω", "F")合起来称为可测空间。事件就是样本输出的集合，在此集合上可定义其机率。