Matematisk statistik omfattar sannolikhetsteori och statistisk teori. Ämnet matematisk statistik ingår i grundutbildningen för naturvetare, ingenjörer och civilingenjörer. Det har varit ett examensämne vid svenska universitet sedan 1911.

I sannolikhetsteorin studeras begrepp och metoder för att beskriva och analysera slump och slumpmässig variation. Vi är omgivna av fenomen som uppfattas som slumpmässiga; vinster och förluster i spel och lotterier, väntetider i köer, livslängder för människor och maskiner etcetera.
I statistisk teori studeras metoder för att analysera mätdata. Några exempel på tillämpningsområden är prövning av nya läkemedel, jämföra avkastningen av två frösorter, uppföljning av vatten- och luftkvalitet samt opinions- och marknadsundersökningar. Vi testar även hur slumpmässigt insamlade data överensstämmer med givna matematiska modeller. I kurserna ingår laborationer, vilka kräver datorhjälp för beräkningar och simuleringar. Fördjupade studier i matematisk statistik ger dig kunskaper som är användbara inom många områden. Matematiska statistiker arbetar inom läkemedelsföretag, landsting, finansinstitut, försäkringsbolag, större industrier och företag samt högskolor och universitet.
Även vissa allmänbildande eller yrkesinriktade kurser ges inom ämnet, i kursbeskrivningen benämnda som breddkurser.