在實際中，對因變量的影響往往有兩個或兩個以上的自變量。例如：影響產品單位成本的變量不僅有產量，還包括原材料價格、勞動力價格，勞動效率及廢品率等因素。對建立這種具有多變量模型的分析，就是多元迴歸分析。
在多元迴歸分析中，如果因變量和多個自變量的關係為線性時，就屬於多元線性迴歸。多元線性迴歸是一元線性迴歸的擴展，其基本原理及方法與一元線性迴歸分析類似。變量越多，計算過程越是複雜，這裡著重原理介紹，計算可由統計軟件Excel、SPSS或者SAS代為完成。
迴歸模型
迴歸方程
點估計值
代入樣本值，可以求得迴歸係數a，b，…，g的點估計值（不同樣本求得的值不同），從而得到樣本多元線性迴歸方程：
迴歸模型方差
決定係數（相關係數的平方）
線性迴歸的步驟不論是一元還是多元相同，步驟如下：
散點圖判斷變量關係（簡單線性）；
求相關係數及線性驗證；
求迴歸係數，建立迴歸方程；
迴歸方程檢驗；
參數的區間估計；
預測；
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