为抽样方便，有时把总体分成两个级别的抽样单元：初级抽样单元和次级抽样单元，总体由若干初级单元组成，每个初级抽样单元由若干次级抽样单元组成，先按某种方法在由初级单元构成的一级抽样框中抽样，然后在中选的初级单元中由次级单元构成的二级抽样框中抽样，抽样过程分为两个阶段，这种抽样方法称为 二阶抽样 （Two stage sampling）。
例如在企业职工收入调查中，把企业作为初级抽样单元，职工作为次级抽样单元，先对企业进行抽样，再在被抽中企业内对职工进行抽样，然后对被抽中的职工进行调查，这就是二阶抽样。
如果总体可以划分成多个级别的抽样单元，每一级别的抽样单元由若干下一级别的抽样单元组成，相应地存在多个级别的抽样框，抽样时先在一级抽样框中对一级单元抽样，再在中选的一级单元中对二级单元抽样，依此类推，这种抽样方法称为 多阶抽样 (Multi-stage sampling)。
多阶抽样实施方便，而且不需对每个高级别的抽样单元建立关于低级别抽样单元的抽样框，调查费用较低。在省抽县、县抽乡、乡抽村、村抽户的农产量四阶抽样中，未被抽中的县、乡、村就不必编制关于乡、村、户的抽样框。多阶抽样的主要缺点是估计量的结构比较复杂，估计量方差的估计也很复杂。
在二阶抽样中，如果对初级单元不再进行随机抽样，让所有的初级单元都入样，而在初级单元中对次级单元进行随机抽样，这样的二阶抽样就是分层随机抽样，层即初级单元。
