方差（variance）是为了全面考虑观察值的变异情况，克服全距和四分位数间距的缺点，需计算总体中每个观察值X与总体均数的差值（X-μ），称之为离均差。由于Σ（X-μ）=0，不能反映变异度的大小，而用离均差平方和Σ（X-μ）2（sum of squares of deviations from mean）反映之，同时还应考虑观察值个数N的影响，故用式（1）即总体方差σ2表示。

——式（1）

　　在实际工作中，总体均数μ往往是未知的，所以只能用样本均数作为总体均数μ的估计值，即用代替Σ（X-μ）²代替Σ（X-μ）2，用样本例数n代替N，但再按式（2）计算的结果总是比实际σ2小。英国统计学家W.S.Gosset提出用n-1代替n来校正，这就是样本方差s2其公式为：

——式（2）  ——式（2）

　　式中的n-1称为自由度（ degree of freedom）。