El sesgo muestral, a veces también llamado efecto de selección o error muestral es una distorsión que se introduce debido a la forma en que se selecciona la muestra.
Si el sesgo muestral no es tomado en cuenta, entonces algunas conclusiones propuestas pueden ser erróneas.
El sesgo muestral puede ser el resultado de fraudes científicos que manipulan directamente la información, pero más a menudo es inconsciente, o bien debido a los sesgos en los instrumentos utilizados para la observación.
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Sin embargo, en modelos de regresión, es la correlación entre los determinantes inobservados de los resultados y los determinantes inobservados de la selección en la muestra, lo que da las estimaciones del sesgo, y esta correlación entre inobservables no se puede evaluar directamente por las determinantes observadas del tratamiento.