抽出枠の「先頭から m 番目」の要素を開始点として、そこから「n つ飛ばし」に、要素をそれぞれサンプリングする方法（m, n はそれぞれ任意の数）。開始点を作為的に選んだ場合は無作為抽出にならないが、開始点を無作為に選ぶので、全ての要素が同じ確率で選ばれる無作為抽出となる。隣り合った要素がサンプリングされることが無いのが特徴。「n 番目」を機械的に選出するだけなので、乱数発生器が使えない場合、つまりコンピュータが使えない状況でも人力で行うことが出来る。「3の倍数の時にアホが並んでいる名簿」から3つ飛ばしにサンプリングする場合など、標本抽出枠に何らかの規則性が有る場合、無作為抽出にならない欠点がある。
単純無作為抽出とは、母集団の全ての要素を対象として無作為抽出する方法である。無作為抽出の最も基本的な方法で、もっとも単純な方法である。単純無作為抽出法以外では、「標本抽出枠に何らかの規則性がないか」とか「全校生徒の男子と女子の比率」などの様々な情報が必要になるのとは違い、単純無作為抽出法は「抽出枠」の情報さえあれば行うことが出来、抽出枠の大きさが小さい場合はこの手法を使うのが最も楽である。しかし、抽出枠が大きい場合は非常に手間と時間がかかるので、「層化」や「多段抽出」を行った方が楽である。系統抽出とは違い、隣り合った要素同士が選ばれたり、3個以上連続した要素が選ばれる可能性がある。住民の意識調査などでは、同じ世帯の人は同じ意見を持つ可能性が高いので、同じ世帯から複数の人が抽出される可能性が有ることは、デメリットになる。ただし、抽出枠が非常に大きい場合は、隣り合った要素同士が選ばれる可能性はほとんどないので、あまり気にされない。
統計調査における無作為抽出の前提として、まず母集団から無作為抽出するための「標本抽出枠」（sampling frame）を用意する必要がある。いわば母集団を代表する要素が記述された「リスト」が用意されていないと、そこから無作為抽出を行うことが出来ない。既に用意されている場合もあり、例えば学校では標本抽出枠としてクラスの名簿を使うことが出来る。日本の世論調査では、標本抽出枠として自治体が制作した住民基本台帳などが用いられるが、もし標本抽出枠が無い場合は母集団の要素を自力でリストアップする。現代ではコンピューターで電話番号の標本抽出枠を生成するRDD法(Random Digit Dialing)など様々な方法が実用化されている。標本抽出枠から要素を無作為に抽出するには、まず標本抽出枠の全ての要素に通し番号を振り、そこから抽出する番号を乱数で決める必要がある。乱数の生成方法は、昔は乱数表や乱数さいなどが使われた時代もあったが、現代では普通コンピューターの擬似乱数が使われる。
統計調査における無作為抽出の手法は、母集団の全ての要素を対象として単純に無作為抽出を行う単純無作為抽出が最も基本的な方法だが、標本抽出枠が大きかった場合は費用や手間なども大きくなるため、人間が人力で標本調査を行う上で、単純無作為抽出法を使うのは難しい場合も多い。また、単純無作為抽出法では、隣り合った要素同士が選ばれたり、3個以上連続した要素が選ばれる可能性が有るため、例えば市内の高校生の代表を何名か無作為抽出する場合、ワルばかりいる高校の生徒を連続してサンプリングしてしまう可能性が有るなど、標本の精度が悪くなる（標本誤差が大きくなる）恐れがある。そのため、「単純無作為抽出法」よりも手間や費用が少なくなるような、あるいは「単純無作為抽出法」よりも標本の精度が高くなる（標本誤差が少なくなる）ような、様々な手法が存在する。主な方法としては、系統抽出法、層化抽出法、確率比例抽出法、多段抽出法などがある。どのような方法を取っても、最終的に全ての要素で抽出される確率が同じなら、無作為抽出である。逆に言うと、たとえ自分では無作為に抽出したつもりでも、最終的に各要素・層・クラスター（集団）ごとで抽出される確率にばらつきがあれば、それは無作為抽出ではない。現実的な調査では、いくつかの無作為抽出法を組み合わせたり、無作為抽出による標本調査と全数調査を組み合わせて使われることも多い。
2009年4月、ソマリア人漁師のアブディワリ・ムセたちは、彼らのボスから金を稼ぐよう強要され、ムセはノール・ナジェとワリド・エルミ、10代半ばのアダン・ビラルを連れて海賊行為を準備していた。リチャード・フィリップス船長が舵を取るコンテナ船「マースク・アラバマ」号はアデン湾からモンバサへ向かう途上のソマリア沖で訓練を開始する。武装集団のボートの接近を発見したフィリップス船長は海賊行為を警戒して警備対策を強化し、海賊の追跡を振り切る。翌日にムセたち4人のソマリア人海賊が再び現れ、フィリップスたちはホースで放水して追い払おうとするが、海賊は梯子を使って船に侵入してシージャックされてしまう。海賊がブリッジに乗り込む前に、フィリップスは乗組員を機関室に隠れさせる。海賊に脅されたフィリップスは、リーダーのムセらを乗組員のところに連れて行くと見せかけて密かに乗組員へ海賊が行く場所を知らせ、彼らが隠れられるようにする。乗組員たちも連携して海賊の隙を探し、海賊リーダーのムセを捕らえ人質にする。乗組員たちはムセを解放する条件として海賊に下船を求めるが、海賊は救命ボートに乗ると船長を解放せずボートを海へ落とし、船長は人質として連れ去られてしまう。ムセたちは村に戻りフィリップスを人質に身代金を得ようと考えるが、通報を受けた駆逐艦「ベインブリッジ」に発見される。艦長のカステラーノはフィリップスを解放するように交渉を持ちかけるが、ムセたちに拒否されてしまう。救出作戦はシールズが主導して計画が進められ、一方でフィリップスは隙を突いて救命艇から逃げ出すが失敗して連れ戻されてしまう。シールズは「村の長老たちを呼んで身代金交渉を行う」と告げ、ムセは交渉するため「ベインブリッジ」に向かい、シールズは救命艇に残った海賊たちの狙撃準備に入る。フィリップスは家族への手紙を書き始めるが、ナジェに手紙を取り上げられ、激怒したフィリップスと殴り合いになる。ナジェはフィリップスを拘束して殺そうとするが、狙撃ポイントに救命艇を誘い込んだシールズの狙撃でナジェたちは射殺され、ムセも「ベインブリッジ」内で拘束される。救出されたフィリップスは家族との再会を果たし、1年後に船長の職務に復帰する。