Grupa reprezentatywna – część populacji, wybrana do badania metodami statystycznymi, w założeniu badacza, zachowująca strukturę wyróżnionych cech populacji przy założonym poziomie istotności.
Badanie statystyczne wykorzystuje statystyczne właściwości rozkładu parametrów, cech danej populacji. Na podstawie parametrów zbadanego, niewielkiego fragmentu populacji można orzekać o całej populacji ze znanym prawdopodobieństwem, wynikającym z założeń badania. Prawdopodobieństwo prawdziwości wyników badania jest wyrażone przez parametr poziomu ufności.
Przykładowo w badaniu preferencji wyborców populację tworzą obywatele Polski posiadający czynne prawo wyborcze, natomiast próba losowa to tysiąc losowo wybranych członków populacji. Można także przyjąć, że są to obywatele Polski z założeniem, że będą głosować, lub głosowali.
Istnieją różne metody wybierania próby (zob. dobór próby). Zakłada się, że próba powinna być reprezentatywna.