Olasılık uzayı, bilimsel deneyleri tanımlamak için kullanılan matematiksel bir modeldir Bir olasılık uzayı üç bölümden oluşur:
- Tüm olası sonuçları listeleyen bir örnek uzay
- Bir dizi olay. Her olay sıfır veya daha fazla sonucu ilişkilendirir
- Her olaya olasılık atayan bir fonksiyon
Bir sonuç, modelin tek bir uygulamasının sonucudur. Bireysel sonuçlar pratikte çok az işe yarayabileceğinden, sonuç gruplarını karakterize etmek için daha karmaşık olaylar kullanılır. Bu tür tüm olayların koleksiyonu bir σ-algebra F {\displaystyle \scriptstyle {\mathcal {F}}} . Son olarak, her bir olayın gerçekleşme olasılığını belirtmeye ihtiyaç vardır. Bu, olasılık ölçüsü fonksiyonu P kullanılarak yapılır.
Olasılık uzayı oluşturulduktan sonra, "doğanın" hamlesini yaptığı ve Ω örnek uzayından tek bir sonucu, ω, seçtiği varsayılır. Seçilen ω sonucunu içeren F {\displaystyle \scriptstyle {\mathcal {F}}} içindeki tüm olayların (her olayın Ω'un bir alt kümesi olduğunu hatırlayın) "meydana geldiği" söylenir. Doğa tarafından gerçekleştirilen seçim öyle bir şekilde yapılır ki, deney sonsuz sayıda tekrarlanacak olsa, olayların her birinin göreceli meydana gelme sıklıkları P fonksiyonu tarafından öngörülen olasılıklarla çakışacaktır.
Önde gelen Sovyet matematikçi Andrey Kolmogorov, 1930'larda diğer olasılık aksiyomlarıyla birlikte olasılık uzayı kavramını ortaya atmıştır.

