Uji hipotesis statistik penelitian adalah proses pengambilan keputusan mengenai sebuah klaim terhadap populasi. Artinya dalam uji hipotesis, peneliti menguji apakah dugaan sementara terbukti atau tidak berdasarkan data. Sebagai contoh, dalam sebuah pemilu presiden, seorang peneliti menduga bahwa kandidat presiden A akan unggul 20% dibandingkan dengan kandidat presiden B. Dugaan peneliti disebut dengan hipotesis. Hipotesis perlu dibuktikan melalui data apakah akan sesuai dengan kenyataan (data populasi) atau tidak.

Dalam uji hipotesis statistik penelitian, peneliti perlu mendefinisikan apa populasi penelitiannya. mengapa? karena populasi adalah nilai rujukan yang akan dibuktikan. Melanjutkan contoh di atas, populasinya adalah seluruh jumlah pemilih yang telah ditetapkan. selanjutnya peneliti perlu membuat pernyataan hipotesis. Tidak hanya dinyatakan dalam bahasa penelitian, peneliti pun harus mampu menyatakan dalam bahasa statistik yang biasa disebut dengan hipotesis statistik. Perbedaan proporsi pemilih kandidat A lebih besar 20% dibandingkan proporsi pemilih kandidat B merupakan contoh hipotesis yang cocok untuk kasus pilpres di atas. Peneliti perlu mengumpulkan data-data pendukung melalui pengambilan sebagian data dari populasi yang disebut dengan sampel. data sampel yang akan dijadikan judgement apakah hipotesis peneliti akan terbukti atau tidak. Melalui tingkat kepercayaan tertentu, data sampel perlu dibandingkan dengan suatu nilai norma yang terdapat pada tabel statistik. Kesimpulan apakah hipotesis diterima atau ditolak dapat dilihat dari perbandingan data sampel terhadap norma distribusi apakah masih dalam toleransi batas penerimaan atau tidak.

Secara sistematis, pengujian hipotesis dapat dinyatakan melalui langkah-langkah berikut:

1. Nyatakan hipotesis, dan apa klaim peneliti

2. Temukan nilai kritis (norma) dengan tingkat kepercayaan tertentu pada tabel statistik.

3. Hitunglah nilai statistik data sampel

4. Buatlah keputusan apakah hipotesis diterima atau ditolak dengan membandingkan nilai statistik sampel dengan norma pada tabel statistik.

5. Buatlah kesimpulan.

Norma statistik yang dijadikan pembanding adalah tabel statistik yang berisi distribusi tertentu dari populasi. Tabel norma statistik yang biasa digunakan adalah tabel distribusi t, tabel distribusi Z, tabel F, tabel Chi kuadrat. di luar tabel-tabel tersebut sebenarnya masih ada beberapa tabel distribusi lainnya. Tabel tersebut digunakan disesuaikan dengan pola distribusi data sampel dan jumlah sampel. Tabel distribusi Z biasa digunakan untuk sampel berukuran besar (sampel lebih besar atau sama dengan 30). tabel distribusi t cocok digunakan untuk sampel kecil (kurang dari 30). Dengan jumlah sampel dan tingkat kepercayaan tertentu, peneliti akan mendapatkan suatu norma yang akan dijadikan acukan untuk pengujian hipotesis (menerima atau menolak hipotesis).

Secara statistik, pernyataan hipotesis dibagi menjadi dua kelompok yaitu hipotesis satu pihak (one-tailed) dan hipotesis dua pihak (two-tailed). pengelompokan tersebut didasarkan atas pernyataan hipotesis. Jika peneliti menyatakan hanya akan menerima rentang nilai positif maka uji hipotesis statistik tersebut dikelompokkan ke dalam hipotesis satu pihak, begitu juga sebaliknya. Namun jika peneliti menyatakan dugaannya dalam satu nilai, misalnya kandidat presiden A akan memperoleh suara sebesar 70%, maka disebut hipotesis satu pihak. Nilai yang meleset dari angka 70%, baik itu lebih besar atau lebih kecil, akan ditolak.

Dengan demikian, uji hipotesis statistik penelitian dapat dikatakan sebagai justifikasi terhadap parameter populasi yang lebih luas melalui pengambilan sampel yang lebih sedikit. Apakah nilai statistik dari sampel penelitian sudah dapat merepresentasikan nilai parameter populasinya, jawabannya ada uji hipotesis statistik. Melalui metode ini, peneliti dapat lebih efisien melakukan estimasi parameter populasi dengan jumlah sampel yang jauh lebih kecil dibandingkan jumlah populasi.