Kvantitativna hipoteza sadrži nultu i alternativnu tvrdnju koja je dokazana ili opovrgnuta statističkom analizom. Proces spekulira da nezavisna varijabla utječe na zavisnu varijablu i provodi se eksperiment da se vidi postoji li odnos između njih. Ova vrsta hipoteze izražena je numerički i ima specifična pravila i ograničenja. Nul hipoteza se ili odbacuje ili prihvaća kao rezultat statističkih podataka prikupljenih tijekom niza eksperimenata.
Jedna od glavnih razlika između kvalitativne i kvantitativne hipoteze je da ona ima vrlo specifične granice. Primjer nulte hipoteze mogao bi biti “pet dodatnih sati učenja tjedno dovodi do višeg prosjeka ocjena kod studenata”. Alternativna hipoteza vjerojatno bi glasila “pet dodatnih sati učenja tjedno ne povećava prosjek ocjena studenata”. Kako bi se odbacila ili prihvatila nulta hipoteza, eksperimentalni podaci bi se morali zabilježiti tijekom određenog vremenskog razdoblja.
Većina studija koje su namjeravale testirati kvantitativnu hipotezu mjere podatke na temelju statističke značajnosti, što znači da postoji mala mogućnost pogreške. U slučaju dokazivanja ili pobijanja utjecaja vremena učenja na prosjek ocjena studenata, najvjerojatnije bi bila testirana kontrolna skupina. Ponašanje i okruženje ovih skupina obično kontroliraju istraživači. Podaci bi se također dobivali od grupe učenika čije ponašanje i okruženje nisu kontrolirani.
Budući da se kvantitativna hipoteza i istraživačka studija oslanjaju na numeričke podatke, rezultati eksperimenta ili istraživanja se prevode u matematičke vrijednosti. Na primjer, mnoge studije istraživanja tržišta koriste ljestvice koje svakom odgovoru pridružuju numeričku vrijednost. Odgovor “slažem se” može odgovarati broju “4”, dok odgovor “ne slažem se” može odgovarati broju “2”. Kada se zabilježe i analiziraju sve povratne informacije o anketi, svakom se broju dodjeljuje postotak na temelju ukupnog broja odgovora.
Statistička se analiza često koristi za ispitivanje rezultata anketnih i eksperimentalnih podataka. Hoće li se kvantitativna hipoteza odbaciti ili prihvatiti ovisi o numeričkom rezultatu analize. Na primjer, ako prosječni prosjek ocjena mora biti najmanje 3.5 kako bi se dokazalo da količina vremena studiranja ima izravan učinak, prosjek od 3.45 rezultirao bi odbacivanjem kvantitativne hipoteze.