観測されたデータの分布が，理論上の分布と比べて偏りがないかを検定するものです．カイ2乗検定は，カイ2乗適合度検定とカイ2乗分割表の検定（またはカイ2乗独立性の検定ともいいます）に分けられます．
たとえば，疾患分類を調査して，脳出血が38人，脳梗塞が11人，くも膜下出血が11人いたとします．このとき，いずれかの人数が他よりも多いとか，少ないとかの偏りがあるか調べます．これをカイ2乗適合度検定といいます．
また，過去1年の入院歴が｛あり，なし｝の分類と，過去1年の転倒歴｛あり，なし｝の関係で，人数を調査し，入院歴と転倒歴の関係を調べるとします．入院,転倒それぞれ｛あり，なし｝で区切られた2×2の分割表を作成し,入院歴ありで，かつ転倒歴がある者と，入院歴なしで，かつ転倒歴のない者が多いなどの関係を知りたいときにカイ2乗分割表の検定が適用されます．