Kvantitativna hipoteza vsebuje ničelno in alternativno trditev, ki je dokazana ali ovržena s statistično analizo. Postopek špekulira, da neodvisna spremenljivka vpliva na odvisno spremenljivko, in izvede se eksperiment, da se ugotovi, ali obstaja povezava med obema. Ta vrsta hipoteze je izražena s številčnimi izrazi in ima posebna pravila in omejitve. Ničelna hipoteza je bodisi zavrnjena bodisi sprejeta kot rezultat statističnih podatkov, zbranih med nizom eksperimentov.
Ena glavnih razlik med kvalitativno in kvantitativno hipotezo je, da ima zelo specifične meje. Primer ničelne hipoteze je lahko »pet dodatnih ur študija na teden vodi do višjega povprečja ocen študentov«. Alternativna hipoteza bi verjetno trdila, da »pet dodatnih ur študija na teden ne poveča povprečja ocen študentov«. Da bi zavrnili ali sprejeli ničelno hipotezo, bi bilo treba eksperimentalne podatke zabeležiti v določenem časovnem obdobju.
Večina študij, ki so bile namenjene testiranju kvantitativne hipoteze, meri podatke na podlagi statistične pomembnosti, kar pomeni, da obstaja majhna možnost napake. V primeru dokazovanja ali ovrženja vpliva študijskega časa na povprečje ocen študentov bi najverjetneje testirali kontrolno skupino. Obnašanje in okolje teh skupin običajno nadzorujejo raziskovalci. Podatke bi pridobili tudi od skupine študentov, katerih vedenja in okolja niso bili nadzorovani.
Ker se kvantitativna hipoteza in raziskovalna študija zanašata na numerične podatke, se rezultati eksperimenta ali anket prevedejo v matematične vrednosti. Številne tržne raziskave na primer uporabljajo lestvice, ki vsakemu odgovoru dodelijo številčno vrednost. Odgovor »se strinjam« lahko ustreza številki »4«, medtem ko odgovor »se ne strinjam« lahko ustreza številki »2«. Ko so vse povratne informacije o anketi zabeležene in analizirane, se vsaki številki dodeli odstotek, ki temelji na skupnem številu odgovorov.
Statistična analiza se pogosto uporablja za preučitev rezultatov anketnih in eksperimentalnih podatkov. Ali je kvantitativna hipoteza zavrnjena ali sprejeta, je odvisno od številčnega rezultata analize. Na primer, če mora biti povprečna ocena vsaj 3.5, da se dokaže, da ima količina študijskega časa neposreden učinek, bi povprečje 3.45 povzročilo zavrnitev kvantitativne hipoteze.