შემთხვევითი ექსპერიმენტი წარმოადგენს პროცესს, რომელიც სრულდება წინასწარ გაურკვეველი შედეგით ცალსახად განსაზღვრული შესაძლო შედეგების სიმრავლიდან.
მაგალითად, მონეტის აგდება შემთხვევითი ექსპერიმენტია, რადგან წინასწარ უცნობია რომელი შედეგი დადგება – ‘საფასური’ თუ ‘გერბი’.