在多元统计学中，相关与回归这两个概念是密不可分，两者在统计学中的应用相当广泛。相关分析（corrlation analysis）考查的是两个变量间（如股票价格和公司利润）的相互变互的关联程度，两个变量的地位是均等的，两变量之间没有因果关系。回归分析（regression analysis）是研究一个随机变量（因变量）和另一个或一些变量（自变量）关系的统计方法，主要是用最小二乖法来拟合因变量和自变量间的回归模型，从而把具有不确定关系的若干变量转化为有确定关系的方程模型来近似分析，并通过自变量的变化来预测变量的变化趋势。需要特别指出的是，回归分析和相关分析虽然紧密联系但有明显的区别。回归分析中的两个变量间的地位不等，考查的是某一个变量的依存于其它变量的变化过程，有着因果关系，而在相关分析中所讨论的变量的地位是一样的，分析侧重于随机变量之间的种种相关特征。
其中回归分析包括一元线性回归，多元线性回归，和几类基本的非线性回归分析。