Przy wielokrotnym wykonywaniu pomiaru (używając urządzenia, którego dokładność jest duża) może się zdarzyć, że różnice pomiędzy kolejnymi pomiarami będą znacznie przewyższać błąd systematyczny. Błąd, którym obarczony jest każdy z pomiarów, nazywamy błędem przypadkowym
Błędów przypadkowych nie można wyeliminować, lecz ich wpływ na wynik ostateczny można ściśle określić