Odchylenie standardowe określa sposób rozłożenia wartości na zbiór danych. Odchylenie standardowe jest miarą zmienności dowolnego zestawu wartości liczbowych na temat ich średniej arytmetycznej i jest reprezentowane przez grecką sigmę literową. Można go znaleźć, biorąc pierwiastek kwadratowy z wariancji, który jest średnią z kwadratów różnic średnich.
Odchylenie standardowe jest wartością często używaną w naukach społecznych i statystykach, zwłaszcza przy omawianiu danych drukowanych w materiałach badawczych lub czasopismach. Odchylenie standardowe może być przydatne przy ustalaniu, w jaki sposób kontynuować badania lub przebieg działania w zależności od tego, jak wiele wariancji istnieją w danych. Na przykład nauczyciel, który znajdzie tam dużą wartość odchylenia standardowego wyników testowych, wskazując na dużą rozbieżność, może zdecydować się na dostosowanie swojej metody nauczania do potrzeb uczniów o różnym pochodzeniu i uzdolnieniach. Kiedy wyniki testu wskazują, że jest niewielka wariancja, reprezentowana przez niewielkie odchylenie standardowe, a kiedy są one stale wysokie, może nie być dużego problemu z instrukcją klasy lub przygotowaniem planów lekcji. Istnieją dwa typy odchyleń standardowych: odchylenie standardowe populacji i odchylenie próbki.