La méthode probabiliste stricte (totalement aléatoire) peut-être mis en œuvre de deux façons différentes : le tirage simple au hasard et le tirage systématique.
Tirage simple au hasard : pour sélectionner le groupe représentatif de la population parente (groupe de référence), on tire au sort chaque individu de l'échantillon (tirage au sort sans remise !). La procédure utilisée doit permettre d'assurer que toutes les personnes de la population de référence aient la même probabilité d'être sélectionnées. Cette technique est très difficile à utiliser correctement et est coûteuse lorsque la population parente est très importante puisqu'elle implique de posséder une liste exhaustive de tous les individus afin d'effectuer un tirage au sort réel.
Tirage systématique : Le principe de cette méthode implique de choisir au hasard un point de départ (un seul tirage au sort), de calculer un taux de sondage et de parcourir la liste des personnes consituant la population parente. Elle est plus simple à mettre en œuvre que le tirage simple au hasard lorsque la liste est longue.
Mise en œuvre : On établit une liste sur laquelle tous les individus de la population sont présents. On tire au hasard une personne dans une liste (dont la position dans la liste sera la position D (par exemple 1234ème). On sélectionne ensuite les individus à intervalle régulier (à partir de la position de la personne tirée au hasard) sur cette liste en la parcourant vers le haut (fin de la liste) et le bas de la liste (début de la liste). L'intervalle (distance en nombre d'individus entre deux personnes sélectionnées) est égal au nombre d'individu de la population divisé par la taille de l'échantillon (l'inverse de ce qu'on appelle habituellement le taux de sondage).
Exemple : si l'on a 2000 individus et que l'on veut un échantillon représentatif de 100 personnes (on dit alors que le taux de sondage est de 1/20ème). L'intervalle pour effectuer un tirage systématique est de 2000/100 soit 20 (ce qui est bien l'inverse du taux de sondage). On sélectionne, à partir d'un l'individu tiré au sort (par exemple le 1234ème) toutes les personnes ayant comme rang dans la liste 1234 + i*20 et 1234 - j*20 (i et j prenant initialement la valeur 1 et augmentant d'une unité jusqu'à épuisement de la liste).