Η διακύμανση, όπως και το εύρος, είναι μια στατιστική που σχετίζεται με την εξάπλωση ενός δεδομένου δείγματος ή πληθυσμού. Υπολογίζεται για έναν δεδομένο πληθυσμό αθροίζοντας τα τετράγωνα της διαφοράς μεταξύ κάθε στοιχείου και του μέσου όρου και στη συνέχεια διαιρώντας αυτό το σύνολο με τον αριθμό των στοιχείων του πληθυσμού. Όσο πιο σφιχτά συγκεντρώνεται ένας πληθυσμός γύρω από τον μέσο όρο, τόσο μικρότερη θα είναι η διακύμανση.
Ένα στενά συνδεδεμένο στατιστικό είναι η τυπική απόκλιση, η οποία είναι η τετραγωνική ρίζα της διακύμανσης. Η τυπική απόκλιση χρησιμοποιείται συχνότερα σε περιγραφικές στατιστικές επειδή είναι πιο διαισθητική και μοιράζεται τις ίδιες μονάδες με τη μέση τιμή. Στην κανονική κατανομή, η οποία είναι η κλασική καμπύλη κατανομής σε σχήμα καμπάνας κοινή σε πολλά φαινόμενα, λίγο περισσότερο από το 95 τοις εκατό του πληθυσμού θα βρίσκεται εντός δύο τυπικών αποκλίσεων από τον μέσο όρο.
Η διακύμανση είναι πιο χρήσιμη για προγνωστικές στατιστικές τεχνικές όπως η παλινδρόμηση ή η ανάλυση διακύμανσης (ANOVA). Η παλινδρόμηση θα μοντελοποιήσει μια μεταβλητή ως το άθροισμα ενός ή περισσότερων παραγόντων που επηρεάζουν τη μεταβλητή και τη διακύμανση, η οποία αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ των πραγματικών παρατηρούμενων στοιχείων και των αναμενόμενων τιμών τους. Για παράδειγμα, η απασχόληση στις κατασκευές σε μια πόλη μπορεί να μοντελοποιηθεί ως βασικό επίπεδο, συν μια εποχική προσαρμογή για την εποχή του έτους, συν μια προσαρμογή για την εθνική οικονομία, συν τη διακύμανση. Οι τεχνικές παλινδρόμησης προσπαθούν να προσδιορίσουν ένα μοντέλο με τη μικρότερη διακύμανση, έτσι ώστε η αναμενόμενη τιμή της πρόβλεψης ελπίζουμε ότι θα είναι κοντά στην παρατηρούμενη τιμή αφού είναι δυνατή η παρατήρηση.
Η ANOVA, που χρησιμοποιείται συνήθως σε κλινικές δοκιμές, είναι μια στατιστική τεχνική για την ταξινόμηση των πηγών διακύμανσης. Οι παρατηρήσεις κατηγοριοποιούνται από έναν ή περισσότερους παράγοντες ενδιαφέροντος σε ένα πείραμα. Οι τεχνικές ελάχιστων τετραγώνων χρησιμοποιούνται για την κατανομή της διακύμανσης σε τυχαίο σφάλμα, επιδράσεις παραγόντων και επιδράσεις αλληλεπίδρασης, με στόχο τον προσδιορισμό της επιρροής που έχουν ο παράγοντας ή οι παράγοντες στη μεταβλητή. Για παράδειγμα, μια εταιρεία που δοκιμάζει ένα νέο λίπασμα μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα πείραμα ANOVA με την απόδοση των καλλιεργειών ως τη μεταβλητή που μελετήθηκε και τους παράγοντες για το ποιο λίπασμα χρησιμοποιήθηκε και πόσες βροχοπτώσεις έλαβαν οι καλλιέργειες. Πώς το νέο λίπασμα σε σύγκριση με άλλα λιπάσματα θα ήταν μια επίδραση παράγοντα στο πείραμα. Εάν το νέο λίπασμα ξεπέρασε τους αντιπάλους του για τυπικές βροχοπτώσεις αλλά όχι για έντονες βροχοπτώσεις, αυτό θα ήταν ένα παράδειγμα επίδρασης αλληλεπίδρασης.