基本概念
多級抽樣又稱多階段抽樣，它把抽取樣本單位分為n個步驟進行，即先從總體中抽取一級單位，然後再從抽中的一級單位中抽取二級單位，直到抽取最終單位。例如，我國農作物產量，第一階段是從省抽縣；第二階段是從中選的縣抽村；第三階段再從中選的地塊；第四個階段也是最後的階段，從中選的地塊中抽取樣本點。
相關方式
多級抽樣與類型抽樣和整群抽樣既有共同點又有區別。現僅以兩級抽樣為例，它們的共同點在於：三者都需要先對總體加以分組，然後抽取單位。它們的區別在於：類型抽樣是從全部的分組中每組各抽取部分單位；整群抽樣是從全部的分組中隨機抽取部分組，然後對中選組的全部單位進行調查；而兩級抽樣在第一階段隨機抽取部分分組，然後在中選的組中再抽選部分樣本單位。所以，兩級抽樣在組織技術是整群抽樣和類型抽樣的綜合。
主要優點
第一，調查的總體範圍分布。對於幾乎不可能從總體中直接抽取調查單位作為樣本的情況，例如，農作物產量抽樣調查，全國有幾千萬公頃耕地，很難採用單階段方式一次抽到所需要的樣本，只能採用多階段抽樣調查。
第二，節省人財物等費用。採用多級抽樣調查，可以使樣本單位相對集中，便於組織，節約費用。
第三，靈活、方便。在抽樣的各個階段，抽中的單位可以根據各自的實際情況，分別採用不同的抽樣方式進行，而不必強求一致，因而抽樣過程靈活、方便。
基本特點
(1)多級抽樣在抽取樣本所含個體時，不是一次直接從總體中抽取完成的，而是將整個抽樣過程分成二個或二個以上的級或階段，抽樣時是逐級或逐段來進行。一般的情況下，除去終級或最後階段外，在之前的各級或階段的抽樣都是以群體(或稱次級子總體)為抽樣個體來進行抽樣，直至最後一級或終級階段才抽取到樣本所含的最基本的個體。
多級抽樣在終級階段之前的抽樣類同於整群抽樣，但多級抽樣又不同於整群抽樣。有別之處就在於多級抽樣在終級階段上，是在上一級抽中的群體內要再對樣本所含的個體進行隨機抽樣，而整群抽樣則是要對已抽中的群體進行全面調查。
(2)多級抽樣在每一級或每一階段上的抽樣方式，既可採用簡單隨機抽樣方式進行，也可採用其他抽樣方式進行。在各不同級次或階段上，可用同一種抽樣方式，也可用不同的抽樣方式進行，但究竟採用哪些方式要視具體情況和要求而定。
(3)多級抽樣在具體地抽取次級的子總體時，既可採用重複抽樣方法，也可採用不重複抽樣方法進行，但大多採用不重複方法進行。其原因：一是因為多級抽樣所面臨的總體所含個體數目都很大，分布分散且範圍也廣，因而不可能也不必要採用重複抽樣；二是因為前面已證明不重複抽樣比之重複抽樣估計精度高。多級抽樣在具體地抽取次級子總體時，既可採用等機率抽樣方法，也可採用不等機率抽樣方法進行，實際套用中究竟在何階段上採用等還是不等機率抽樣，這要由各次級子總體內所含的再次一級子總體(或個體)的數目彼此是相等還是不等而定。
(4)多級抽樣在抽取樣本個體時，是採用逐級或逐段的方式正序地向下進行的，但在統計推斷有關總體數字特徵指標時，則是採用逐級或逐段的方式逆序地向上進行的。在根據下一級的樣本指標綜合估算上一級的統計特徵指標時，由於所採用抽樣方式方法的不同，因而綜合估算的方法也各異，其估計精度和繁簡程度也不一樣。究竟採用什麼方法則要由各級或階段所採用的抽樣方式方法等因素而定。一般來說，多級抽樣抽樣及估算的繁簡程度是與級次或階段數的大小成正比的，因此，在多級抽樣中，根據某種統計特徵所劃分的級次或階段數不宜過多，否則將會給抽樣調查工作增加不必要的困難。
實際作用
(1)多級抽樣特別適用於所含個體數目十分龐大，且分布區域非常廣泛而又分散，沒有一個包括總體所含的所有個體的抽樣框，無法直接一次抽到樣本的統計抽樣調查。例如，對全國城市居民家計情況的調查，總體所含個體——家庭，數日很大，且遍布全國各地，很難實現直接一次就抽到所需樣本，只能分成幾個階段或級進行多級抽樣調查。
(2)多級抽樣有利於提高抽樣估計精度。對於採用單級抽樣一次直接獲得樣本困難的抽樣調查，採用多級抽樣能使樣本所含個體在總體中分布更趨均勻，所以可使樣本更具代表性，從而提高抽樣估計的精度。
(3)多級抽樣可利用現成的行政區劃、組織系統等作為劃分級或階段的依據進行多級抽樣，在完成抽樣調查後，可同時為各級或階段上的有關部門提供所需的統計資料，從而起到”一查多用”的作用。
(4)多級抽樣可相對地節省抽樣調查費用。多級抽樣所面臨的都是個體數目十分龐大而其分布區域又十分廣泛的總體，對此若採用單級抽樣，勢必使樣本較為分散，因而在實地調查中將會大大增加抽樣調查的費用。若採用多級抽樣，將會使樣本所含個體相對地集中一些，且大多數情況下只需在終級階段進行實地調查即可，這樣就可相對地節省抽樣調查費用。
