在含有N个单元的总体中，随机抽取n个单元组成样本，用以估计总体的方法。它属于等概抽样，是森林抽样调查的基本方法。一个总体按排列组合共可组织Cⁿ_N套样本，每套样本被抽中的概率完全相同。随机抽样对于林相整齐单一的森林总体有较好的调查效果，应用于林分调查和资料不足、难于采用其他方法的森林调查。

随机抽样森林调查方案设计分以下五步进行：①确定范围，图上标出境界。②定出调查目标、要求和精度指标。③确定抽样单元。森林抽样调查一般采用样地估计全林。因而确定抽样单元的主要任务是确定样地的形状和面积（见）。④以图上求出的总体面积除以样地面积得出总体单元数（N）。⑤求算达到要求精度应测设的样地数（n）。

n=（tc/E）²

式中 c为总体变动系数；t为可靠性指标；E为调查目的因子的允许误差百分数。对于林分调查，总蓄积量允许误差为5～15%。总体变动系数客观存在，一般整齐的人工林在20%左右，不整齐的林分大于60%（天然林在80%以上）。大面积森林调查，林相变化很大，总体常不呈正态式均匀分布，要求样地数大于30才能保证无偏估计。只有在整齐林分中，可以采用小样本方法估计。

样地应在图面上抽取，标出点位，以减少外业工作。图上抽取样地点位的方法是：①将网点膜片随机地覆盖在调查面积上。②统计落在境内的网点数（z），并确定编号方向、次序原则。③从1至z的z个网点数中随机抽取n个数字，n即是应设样地数。抽取随机数字的常用工具是随机数字表或能够产生随机数字的计算器。④将抽出的n个随机数字作为网点编号在膜片上确定抽中点位。⑤将抽中点位标定在图上。

按图上的抽中点位在现地测设。其工作包括：罗盘定向，测绳量距，引测到样地中心点；按方案设计的样地模式测定边界，进行测树调查，取得测定值）。

森林调查采用平均数区间估计方法，由n个样地的测定值y₁、y₂……y_n对全林进行估计。

样本平均值：

总体方差估计值：

标准误：

总蓄积量估计值：

理论的抽样误差：

总蓄积量的区间估计值：

式中 t为可靠性指标。大样本时，可靠性为95%，t=1.96。由于森林调查抽样测定比重很小，属于无限总体抽样，不必作有限修正。

随机抽样的技术关键是选择最优形状、大小的抽样单元，以及防止抽样和估计中的偏差。样地的设计既要便于野外工作，又要能够缩小总体方差。因随机抽样未能分解总体方差，致使在变动较大的森林总体中，要求样地数量过多，抽样效率不高。样地位置测设中产生的偏差主要源于未能严格遵守等概原则。如山区森林随机抽样，调查常会由于样点落在不能工作的陡坡上，或人为挪动位置产生不等概的情况。但随机抽样简单易行，仍是森林调查常用方法。它和其他方法如回归估计、成群样地等配合可以提高抽样效率。