$N$ 회의 시행에서 어떤 사건 $E$ 를 관측한 횟수를 $r$ 라 하자. $ N \rightarrow \infty $ 일 때, $r/N$ (사건 E의 상대도수)가 일정한 값 $p$ 에 한없이 가까워졌을 경우 $p$ 를 사건 $E$ 의 통계적 확률이라고 한다. 통계적 확률은 대수의 법칙에 의해서 수학적 확률에 근사적으로 일치하게 된다.
통계적 확률의 예를 들면 일정한 조건 아래서 만들어지는 제품 1000개에 대해서 평균 15개의 불량품이 나온다고 하면 이 작업에서 불량품을 생산하는 확률은 15/1000, 즉 0.015이다. 또한 어떤 연령의 사람에 대한 연간 사망률 등도 통계적 확률로 볼 수 있다.
같은 말로는 경험적 확률이 있다.