Hypotéza, ktorá sa má testovať sa nazýva nulová hypotéza H0 alebo hypotéza neprítomnosti rozdielu. Je to preto, že každú otázku, ktorú chceme potvrdiť (alebo vyvrátiť) sa pri formulácii štatistickej hypotézy snažíme preformulovať do podoby, kedy predpokladáme, že nie je rozdiel (inými slovami rozdiel sa rovná 0, čiže sa rovnajú) medzi dvoma, alebo viacerými parametrami. Napríklad testujeme, že priemer jednej premennej v populácii sa rovná priemeru druhej (teda rozdiel medzi nimi je 0 - nulová hypotéza), alebo že priemer sa rovná nejakej hodnote, alebo rozptyl jednej populácie je rovný rozptylu populácie druhej. Nulová hypotéza sa buď odmietne, alebo sa prijme. Ak sa odmietne, potom možno usúdiť, že získané údaje nie sú v súhlase s nulovou hypotézou, avšak podporujú alternatívnu hypotézu. Ak sa prijme, potom možno usúdiť, že údaje neposkytli dostatok poznatkov pre odmietnutie nulovej hypotézy. Nulová a alternatívna hypotéza sú navzájom disjunktné (navzájom sa vylučujú) a spolu pokrývajú všetky možnosti tak, že jedna alebo druhá musí byť pravdivá. Nulová hypotéza je väčšinou bodová, t.j. tvrdí, že neznámy parameter je rovný jednému konkrétnemu číslu.

Predpoklad o existencii efektu. Ak sa odmietne nulová hypotéza, potom možno usúdiť, že získané údaje nie sú s ňou v súhlase a podporujú alternatívnu hypotézu. Nulová a alternatívna hypotéza sú navzájom disjunktné (navzájom sa vylučujú) a spolu pokrývajú všetky možnosti tak, že jedna alebo druhá musí byť pravdivá. Alternatívna hypotéza je väčšinou intervalová a určuje, akým spôsobom sa bude testovať nulová hypotéza.

Rozhodovacie pravidlo odmieta nulovú hypotézu, ak je hodnota testovacej štatistiky vypočítanej z výberového súboru v rozmedzí hodnôt zóny odmietnutia. Ak vypočítaná hodnota testovacej štatistiky nie je v zóne odmietnutia, ale v zóne prijatia, potom sa nulová hypotéza prijme (akceptuje). Rozhodnutie môže byť správne dvomi spôsobmi: nezamietnutie pravdivej nulovej hypotézy alebo zamietnutie nepravdivej nulovej hypotézy.

Hladina významnosti určuje plocha pod krivkou rozloženia testovacej štatistiky nad zónou odmietnutia. Je to horná hranica pre akceptovateľnú hodnotu pravdepodobnosti chyby I. typu. Hladina významnosti je pravdepodobnosť chyby I. typu, ktorú urobíme ak zamietneme nulovú hypotézu, ktorá v skutočnosti platí. Teda, ak prídeme k záveru, že medzi premennými existuje vzťah, pričom medzi nimi vzťah nie je. Alfa sa tradične stanovuje na 5 % (= 0,05) alebo 1 %.