Para uma população de valores com média , o desvio padrão populacional é
Para uma amostra de valores com média amostral , divide-se por em vez de — a correção de Bessel, um estimador não enviesado da variância populacional.
O desvio padrão está nas mesmas unidades dos dados originais (diferentemente da variância, que está em unidades ao quadrado), o que o torna diretamente interpretável. É a "régua" natural das distribuições normais: cerca de 68% dos valores ficam dentro de um desvio padrão da média, 95% dentro de dois e 99,7% dentro de três.