Випадкові помилки характеризуються наступними властивостями.

1. За певних умов вимірів випадкові помилки по абсолютній величині не можуть перевищувати відомої межі, яка зветься граничною помилкою. Ця властивість дозволяє виявляти й виключати з результатів вимірів грубі помилки.

2. Позитивні й негативні випадкові помилки приблизно однаково часто зустрічаються в ряді вимірів, що допомагає виявленню систематичних помилок.

3.Чим більша абсолютна величина помилки, тим рідше вона зустрічається в ряді вимірів.

4.Середнє арифметичне з випадкових помилок вимірів однієї й тієї ж величини, виконаних при однакових умовах, при необмеженому зростанні числа вимірів прагне до нуля. Цю властивість, яку називають властивістю компенсації, можна математично записати так: lim ([∆]/n)=0, де [∆] - знак суми, тобто [∆] = ∆1+∆2+∆3+...+∆n, n - число вимірів.

Остання властивість випадкових помилок дозволяє встановити принцип одержання з ряду вимірів однієї й тієї ж величини результату, найбільш близького до її істинного значення, тобто найбільш точного. Таким результатом є середнє арифметичне з n обмірюваних значень даної величини.

При нескінченно великій кількості вимірів n lim ([l]/n)=Х. n = ∞

При кінцевому числі вимірів арифметична середина х=[l]/n містить залишкову випадкову погрішність, однак від точного значення X вимірюваної величини вона відрізняється менше, ніж будь-який результат l безпосереднього виміру. Це дозволяє при будь-якому числі вимірів, якщо n >1, приймати арифметичну середину за остаточне значення вимірюваної величини. Точність остаточного результату тим вище, чим більше n.