Regresja to w statystyce metoda, pozwalająca na zbadanie związku pomiędzy różnymi wielkościami występującymi w danych i wykorzystanie tej wiedzy do przewidywania nieznanych wartości jednych wielkości na podstawie znanych wartości innych.
Z matematycznego punktu widzenia, regresją nazywamy dowolną metodę statystyczną pozwalającą estymować warunkową wartość oczekiwaną zmiennej losowej, zwanej zmienną objaśnianą[1], dla zadanych wartości innej zmiennej lub wektora zmiennych losowych (tzw. zmiennych objaśniających[1]).
Użycie regresji w praktyce sprowadza się do dwóch faz:
Dział statystyki zajmujący się modelami i metodami regresji zwany jest analizą regresji. Regresja w której występuje więcej niż jedna zmienna objaśniająca zwana jest regresją wieloraką (ang. multiple regression).