统计学是研究如何有效地收集、整理和分析数据并形成知识的科学。该学科的研究对象是数据，而这里所说的数据应当理解为信息的载体，除了传统的数字以外，这个载体还包括言语、信号、图像、视频等等。该学科的目标是通过数据对不确定现象的特征和规律进行推断，以便给出正确认识，为各类决策提供数据分析的依据。在当今的自然科学和人文社会科学研究中，人们越来越依赖于获取数据，并利用数据分析方法发现、探索和掌握自然科学和人文社会科学中的规律，提高更深层次的理解和认知能力，推动各学科领域的发展。统计学作为归纳推理和定量分析的学科，其理论和方法已成为当今自然科学、工程技术和人文科学等领域研究的重要手段和不可替代的工具。
随着计算技术和数据收集技术的迅速发展，统计学发生了革命性的变化，以数学与计算机技术为工具的复杂数据分析正在向集成性、可视性、有效性、稳健性、可信性方向发展。一方面，在现代社会经济和科学技术中，数据正以前所未有的速度和规模大量产生，数据分析已成为政府制定政策的依据、科学技术研究的基础、企业有效经营的支撑。另一方面，科学技术与社会经济等研究领域中的问题越来越复杂，与之相关的数据规模和数据形态发生了本质性变化，各种现象的科学规律和特征都蕴藏在数据中，统计学的研究领域得到极大的扩展，产生若干新的交叉学科。统计学学科共设如下六个研究方向：数理统计与统计计算、生物与医学统计、社会与金融统计、工业与应用统计、应用概率与精算、经济统计与决策等。
1、数理统计与统计计算
数理统计以应用为背景的数据分析的基础理论和方法，为统计学科提供理论，主要研究包括观察和实验数据的收集、分析中的理论和方法、统计推断、统计决策方法以及特定的统计推断形式、特定的统计观点和特定的理论模型或样本结构等。统计计算主要研究分析数据的统计计算方法，以及算法的统计原理，同时研究如何应用统计计算方法解决各学科领域的实际问题。
数理统计与统计计算二级学科的主要研究方向包括：数理统计、非参数与半参数统计推断、复杂数据统计推断及其应用、统计计算与模拟等方向。
2、生物与医学统计
用数理统计方法来处理生物现象，探讨生物学、医学、药学和流行病医学等生命科学中的实验性研究和观察性研究的设计、取样、分析、资料整理与统计推断等的科学，探索生物和医学中的科学规律，分析评价生物和医学中环境、干预和暴露等因素对生物、环境、疾病和健康的影响等。
生物与医学统计二级学科的主要研究方向包括：生存分析、生物统计、公共卫生统计、医学统计、生物信息学等。
3、社会与金融统计
社会与金融统计是以统计学的理论和方法为技术手段，以社会活动和经济金融的数据为主要研究对象，以有关的经济和金融理论为基础，主要研究度量社会活动和经济金融的发展状态的指标体系、各类社会活动和经济金融相关指标下数据收集和整理的方法和理论、宏观经济的运行状态、资本资产的定价、投资策略分析、金融风险不确定性和这种不确定性对当前以及未来的金融市场和实体经济影响、各种类型金融风险模型的建模理论和方法。
社会与金融统计二级学科的主要研究方向包括：金融统计、抽样调查和统计决策、金融工程与风险管理等方向。
