تربط مبرهنة بايز بين الاحتمالات الشرطية، فتتيح عكس اتجاه الاشتراط:
بمعلومية الاحتمال القَبْلي (اعتقادك قبل الدليل) والإمكان ، نحسب الاحتمال البَعْدي — اعتقادك المحدَّث بعد ملاحظة .
المثال الكلاسيكي للفحص الطبي: انتشار المرض 1٪، حساسية الفحص 99٪، معدل الإيجابيات الكاذبة 1٪. احتمال الإصابة بالمرض عند فحص إيجابي:
رغم أن دقة الفحص 99٪، فإن النتيجة الإيجابية تعني احتمال إصابة بنسبة 50٪ فقط — لأن المرض نادر. وتُعدّ «مغالطة المعدل الأساسي» (نسيان الاحتمال القَبْلي) أشيع خطأ في تطبيق مبرهنة بايز.
تُشغّل مبرهنة بايز الاستدلال البايزي، ومصنّفات بايز الساذجة، ومرشّحات البريد المزعج، والاستدلال الجنائي.