Fórmula do intervalo de confiança: IC = x̄ ± z × (σ / √n), onde x̄ é a média da amostra, σ é o desvio padrão da população (ou o desvio padrão da amostra para amostras grandes), n é o tamanho da amostra, z é o valor crítico para o nível de confiança (1.96 para 95%, 2.58 para 99%, 1.645 para 90%). O termo (σ / √n) é o erro padrão da média - ele mede o quanto a média da amostra varia entre diferentes amostras extraídas da mesma população.
Interpretação (fundamental, frequentemente mal compreendida): um IC de 95% NÃO significa 'há 95% de probabilidade de a média verdadeira estar neste intervalo'. Significa 'se repetíssemos este procedimento de amostragem muitas vezes, 95% dos intervalos resultantes conteriam a média verdadeira'. A média verdadeira é um valor fixo (desconhecido); o intervalo varia a cada amostra. Os 95% referem-se à frequência, a longo prazo, de intervalos que capturam o valor verdadeiro.
Efeito do tamanho da amostra: a margem de erro diminui com √n. Para reduzir a margem à metade, é preciso 4× o tamanho da amostra. Para reduzi-la a um quarto, é preciso 16× o tamanho da amostra. Essa lei da raiz quadrada é o motivo pelo qual pesquisas com 1,000-2,000 eleitores dão margens de ±3% (suficiente para a maioria das coberturas políticas), mas pesquisas com 10,000 dão apenas ±1% - o ganho marginal de precisão raramente compensa o custo 10× maior.