تعتمد نظرية الاحتمالات في التحليل الرياضي المركب على مجموعة من الأسس الرئيسية، ومن أهم هذه الأسس:
1- قانون الأعداد الكبيرة: وهو مبدأ يقول إن التكرار الكبير للأحداث يؤدي إلى إحداث توزيع أكثر تنظيمًا.
2- الاستقلال النسبي: حيث يتأثر الحدث بأحداث أخرى، ولكن تتباين قوة هذا التأثير.
3- التناسبية: حيث تكون احتمالات الأحداث المستقبلية تعتمد على النسبة الحالية للوقوع في هذه الأحداث.
4- الإحصاء الاحتمالي: وهي علم يقوم على حساب الاحتماليات وتوزيعات الأحداث.
5- قواعد الحساب النسبي: وهي القواعد التي تتبع في حساب الاحتماليات، مثل قانون الجمع والضرب.
6- المتغيرات العشوائية: وهي التي لا يمكن التنبؤ بها مسبقاً، وتأتي بتوزيعات غير معروفة، مثل الأرقام العشوائية والنتائج العشوائية في بعض الألعاب.