Xác suất thực nghiệm của một sự kiện cho biết khả năng xảy ra của sự kiện đó dựa trên kết quả quan sát được từ các lần thực hiện thí nghiệm. Nó được tính bằng tỉ số của số lần sự kiện đó xuất hiện so với tổng số lần thực hiện thí nghiệm.

Để tính xác suất thực nghiệm của một sự kiện $A$, ta lấy số lần sự kiện $A$ xảy ra chia cho tổng số lần thử, tức $P(A) = \dfrac{n(A)}{N}$. Trong đó, $P(A)$ là xác suất thực nghiệm của sự kiện $A$; $n(A)$ là số lần sự kiện $A$ xảy ra và $N$ là tổng số lần thử. Các giá trị $n(A)$ và $N$ là các số đếm được từ thực tế.

Xác suất thực nghiệm của một sự kiện luôn nằm trong khoảng từ $0$ đến $1$, tức là $0 \le P(A) \le 1$. Giá trị này cho biết mức độ tin cậy của sự kiện dựa trên các quan sát. Số lần thử càng nhiều, xác suất thực nghiệm càng phản ánh chính xác hơn khả năng xảy ra của sự kiện.

Khi gieo một con xúc xắc $20$ lần và thấy mặt $6$ chấm xuất hiện $5$ lần. Xác suất thực nghiệm của sự kiện gieo được mặt $6$ chấm là $P = \dfrac{5}{20} = 0.25$. Giá trị này cho thấy mặt $6$ chấm xuất hiện $25\%$ số lần thử.