若来自正态总体的 个随机变量 相互独立，且数学期望为0、方差为1（即服从标准正态分布），则随机变量 （ ）被称为服从自由度为 的卡方分布，记作 .
卡方分布的可加性：若 相互独立，且都服从卡方分布，自由度为 ，则 服从自由度为 的 分布.
卡方分布常用于假设检验和置信区间的计算，还可以用来测试随机变量之间是否相互独立，也可用来检测统计模型是否符合实际要求.自由度为 的卡方变量的平均值是 ，方差是 . 卡方分布是伽玛分布的一个特例，它的熵为：
其中 是双伽玛函数.卡方变量与Gamma变量的关系是当Gamma变量 频率 为1/2时， 的2倍为卡方变量之自由度即: