統計學是一門方法論科學。統計工作是「觀察問題、提出問題、分析推斷和解決問題」的過程，沒有一整套貫穿於統計調查、統計整理、統計分析工作過程的科學的統計方法，就不可能全面、準確、及時地揭示現象的數量方面，更不可能由此反映現象發展的規律性。在統計工作過程的各個階段中，其具體方法是多種多樣的，但有一些基本方法貫穿於統計活動過程的始終，這些基本方法是大量觀察法、統計分組法、綜合指標法、統計推斷法和統計模型法。
一、大量觀察法
所謂大量觀察法，就是對所研究的總體的全部或足夠數量的單位進行觀察的研究方法。這是由統計研究對象的大量性和複雜性決定的。大量複雜的社會經濟現象是在諸多因素錯綜作用下形成的，個別單位往往受各種偶然因素的影響，使各單位的特徵和數量表現有很大差別，所以不能任意抽取個別或少數單位進行觀察。只有對總體的全部或足夠數量的單位進行觀察，並加以綜合分析，才能使事物中的非本質的偶然因素的影響相互抵消而獲得關於總體本質特徵或規律性的認識。
統計調查中的許多方法，如統計報表、普查、抽樣調查、重點調查等都是大量觀察法的具體運用。早在300多年前，人口學家就在用大量觀察法對統計資料進行研究分析時，從偶然事件中發現男女出生的比例為105∶100的規律。
二、統計分組法
統計分組法是指根據事物內在的性質和統計研究的要求，將總體各單位按照某種標誌劃分為若干性質不同的組成部分的一種研究方法。例如，將人口按照年齡分組，對國民經濟按活動性質分類，對學生按學習成績分組等。
統計分組法是研究總體內部差異的重要方法，通過統計分組可以在總體同質的基礎上研究不同組成部分或不同類之間的差異、性質、構成及分布特徵。例如，對三次產業的劃分，可以分析三次產業的結構及其發展變化趨勢。
三、綜合指標法
綜合指標法是指利用各種綜合統計指標，從具體數量方面對社會經濟現象總體的規模及特徵所進行的綜合、概括的分析方法。統計分析中廣泛運用的綜合指標有總量指標、相對指標、平均指標、變異指標等。
例如，國家統計局在其發布的《2017年國民經濟與社會發展統計公報》中指出，第一產業增加值65468億元，增長3.9%；第二產業增加值334623億元，增長6.1%；第三產業增加值427032億元，增長8.0%。第一產業增加值佔國內生產總值的比重為7.9%，第二產業增加值比重為40.5%，第三產業增加值比重為51.6%。綜合指標可以反映社會經濟現象的規模、水平、比例關係等。
綜合指標法在社會經濟統計學中佔有十分重要的地位，是描述統計學的核心內容。
四、統計推斷法
統計推斷法是指以一定的置信水平，根據樣本數據資料來判斷總體數量特徵的歸納推理方法。在研究社會經濟現象總體的數量方面時，觀察的往往是研究現象總體的部分個體，掌握的只是部分或有限個體的數據資料，而需要判斷的總體對象的範圍很大，甚至是無限的，這就只能從總體中觀察部分單位並進行計算和分析，根據樣本數據來推斷總體數量特徵。例如，要對一批產品的質量進行破壞性檢驗時，只能根據部分產品質量檢驗的結果來推斷該批產品的質量。因此，統計推斷法是從個別到一般，從具體事件到抽象概括，從而推斷出總體數量特徵的方法。統計推斷法可以用於對總體數量特徵的估計，也可以用於對總體某些假設的檢驗，廣泛應用於農產量調查、工業產品質量檢查與控制等方面。
五、統計模型法
統計模型法是根據一定的理論和假定條件，對研究現象之間的數量變動關係選擇合適的數學方程進行模擬和定量分析的一種研究方法。運用統計模型法可以對現象數量變動、變動關係及變動過程進行比較完整和近似的描述，使統計分析更具廣度和深度。統計模型法的三個基本要素是變量、數學方程和模型參數。
上述各種方法之間不是相互獨立的，而是相互聯繫、相互配合的，共同構成了統計研究的方法體系。