Statistikk, (til stat; opprinnelig brukt om beskrivelser av stats- eller samfunnsforhold), vitenskapen for planlegging av undersøkelser, innsamling og presentasjon av tallmateriale, og analyse og beslutninger ut fra innsamlede data. Data kan f.eks. være et utvalg fra en populasjon av personer, bedrifter eller andre enheter, eller observasjoner av fysiske fenomener. Ordet statistikk brukes også om de innsamlede og analyserte dataene.
Et tidlig pionerarbeid innen statistikk er engelskmannen John Graunts Natural and Political Observations ... Made Upon the Bills of Mortality (1662). På begynnelsen av 1800-tallet kom de første teoretiske arbeidene av C. F. Gauss og P. S. Laplace, med det formål å forbedre nøyaktigheten av fysiske målinger. Etter hvert utviklet statistikk seg til en vitenskap for å trekke generelle konklusjoner basert på data beheftet med usikkerhet og variasjon, såkalt statistisk inferens. Den viktigste pionertiden for moderne statistisk teori og metodeutvikling var perioden 1900–40, og sentrale personer var K. Pearson, R. A. Fisher og J. Neyman. Fagfeltet inkluderer nå omfattende teori og statistisk metodelære.
Faget statistikk kan grovt deles inn i teoretisk statistikk og beskrivende (deskriptiv) statistikk. Teoretisk statistikk er hovedsakelig basert på matematisk statistikk og sannsynlighetsteori, mens beskrivende statistikk omfatter systematisk beskrivelse (ved hjelp av tabeller, grafer og tallmål) av størrelse og sammensetning av en populasjon. Den samfunnsbeskrivende og offisielle statistikken i Norge utarbeides i det alt vesentlige av Statistisk sentralbyrå.
Statistikk benyttes i alle typer av vitenskapelig arbeid og innenfor kommersiell, industriell og offentlig virksomhet, og er et viktig verktøy i alle situasjoner hvor begrunnelse av påstander, teorier og prognoser er basert på usikre data. Det blir derfor stadig viktigere for befolkningen i dagens informasjonssamfunn å ha et minimum av statistisk forståelse for å kunne vurdere informasjon fra media og myndigheter.