信頼水準は、同じ母集団からサンプルを繰り返し抽出する場合に母数が含まれる区間のパーセントを表します。通常は95%の信頼水準が適切です。これにより、100個のサンプルを収集し、100個の95%信頼区間を作成した場合、次の図に示すように、その区間の約95個に母集団の平均などの母数が含まれることが予測されます。
ここでは、黒の水平線は不明な母平均µの固定値を表します。水平線に重なる青の垂直信頼区間には、母平均の値が含まれます。水平線とは重ならず下にある赤の信頼区間にはこの値は含まれません。95%の信頼水準は、同じ母集団から抽出した20個のサンプルのうち19個（95%）で母数を含む信頼区間を得られることを示しています。
