D'acord amb el concepte subministrat per la la estadística de probabilitats, l' espai mostral és, de forma general, el conjunt de resultats possibles que derivin d'un experiment aleatori. És important tenir en compte que, els experiments aleatoris, són aquelles proves que, seguint un patró constant de característiques o de condicions inicials, poden derivar en una gamma de resultats completament diferents entre si; per això, se li sol definir com aquells experiments els resultats no poden ser previstos. Amb aquests conceptes es relaciona, igualment, aquell de l' esdeveniment aleatori, el conjunt de resultats, com a tal, que poden venir d'un experiment aleatori.
La teoria de probabilitats, la branca de la matemàtica que dóna vida a a el mostreig o espai mostral, és aquella encarregada d'analitzar tots aquells esdeveniments estocàstics i aleatoris, que resulten com a conseqüència de diverses proves o experiments. L'espai mostral són, com ja es va explicar anteriorment, els esdeveniments possibles. Així, quan es realitza un experiment en què s'han de llançar dues monedes a l'aire, el mostreig es reduiria als conjunts: {(cara, cara), (cara, creu), (creu, cara) i (creu, creu) }. A partir d'això apareixen els esdeveniments o successos, els subconjunts dels espais mostrals, que al seu torn poden convertir-se en successos elementals quan només tenen un element d'importància.
Alguns experiments requereixen de l'existència de dos espais mostrals, ja que té dos elements que poden determinar els esdeveniments. Un exemple d'aquests són els experiments amb cartes; en aquests, un espai de mostreig està dedicat a l'possible nombre a aparèixer (des de l'as fins al Rei), a més d'aquell relacionat amb el mall, que pot variar d'acord a el tipus de baralla que s'empri.
