여론조사결과의 정확성을 평가하는 가장 중요한 기준은 조사대상자가 무작위로 선정되었는지 여부라고 하겠다. 과학적 여론조사를 수행하는 조사자라면 조사대상자를 선정하기 위해 확률이론에 근거한 특정한 표집방법을 사용하지만, 비과학적 여론조사에서는 원하는 사람들이 자발적으로 조사에 참여하도록 허용한다.

과학적 조사를 위한 표집방법은 통계학적 원리를 수용하고 있는데, 표집과정에서 가장 중요한 원칙은 모집단에서 표본으로 선정될 확률을 알아야 한다는 것이다. 그래야만 표본을 대상으로 한 조사결과를 모집단으로까지 확대하여 해석할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 만들어진 표본을 무선표본 혹은 확률표본이라 하며, 이런 표집방법을 채택함으로써 성인 1000명을 대상으로 한 조사를 통해 우리나라의 4천만 명 이상이 되는 성인들의 의견분포를 추론해 볼 수 있는 것이다.

여론조사를 위한 표본을 추출하기 위해서 다양한 방식을 채택할 수 있다. 예를 들어, 전화조사의 표집을 위해서 무선으로 추출된 전화번호를 그대로 이용하지 않고 응답률을 높이기 위해서 실제로 사용되고 있는 전화번호의 목록을 사용하는 경우가 있다. 등록된 모든 전화번호들에 근거해서 추출한 표본과 실제 사용되고 있는 전화번호들 이용한 표본이 동일하지 않다. 무선표집을 시도했다고 해서 모집단을 완벽하게 반영하는 것은 아니다. 전화가 없는 사람, 대답을 거부하는 사람, 조사당시 집을 비운 사람들이 있기 때문이다.