Der Wahrscheinlichkeitsraum ist ein mathematisches Modell, das zur Beschreibung wissenschaftlicher Experimente verwendet wird Ein Wahrscheinlichkeitsraum besteht aus drei Teilen:
- Ein Beispielraum, der alle möglichen Ergebnisse auflistet
- Eine Reihe von Ereignissen. Mit jedem Ereignis sind null oder mehr Ergebnisse verbunden.
- Eine Funktion, die jedem Ereignis Wahrscheinlichkeiten zuordnet
Ein Ergebnis ist das Ergebnis einer einzigen Ausführung des Modells. Da einzelne Ergebnisse von geringem praktischen Nutzen sein können, werden komplexere Ereignisse verwendet, um Gruppen von Ergebnissen zu charakterisieren. Die Sammlung all dieser Ereignisse ist eine σ-Algebra F {\Darstellungsstil \Skriptstil {\Mathematik {\F}}}}. 
. Schließlich ist es notwendig, die Wahrscheinlichkeit des Eintretens jedes Ereignisses zu spezifizieren. Dies geschieht mit Hilfe der Wahrscheinlichkeitsmaßfunktion P.
Sobald der Wahrscheinlichkeitsraum festgelegt ist, wird angenommen, dass die "Natur" ihren Zug macht und ein einziges Ergebnis, ω, aus dem Probenraum Ω auswählt. Es wird gesagt, dass alle Ereignisse in F {\darstellungsstil \scriptstyle {\mathcal {F}}}}, die das ausgewählte Ergebnis ω (zur Erinnerung, dass jedes Ereignis eine Untermenge von Ω ist) enthalten, "eingetreten sind". Die von der Natur vorgenommene Auswahl erfolgt so, dass, wenn das Experiment unendlich oft wiederholt würde, die relativen Häufigkeiten des Auftretens jedes der Ereignisse mit den durch die Funktion P vorgegebenen Wahrscheinlichkeiten übereinstimmen würden.
Der prominente sowjetische Mathematiker Andrej Kolmogorow führte den Begriff des Wahrscheinlichkeitsraums zusammen mit anderen Axiomen der Wahrscheinlichkeit in den 1930er Jahren ein.
