En teoria de la probabilitat i estadística un experiment aleatori, experiència aleatòria o fenomen aleatori és aquell que sota el mateix conjunt de condicions inicials es pot repetir infinites vegades i sempre tindrà un resultat que està dins d'un conjunt de resultats possibles. Cada vegada que es repeteix l'experiment no es pot predir el resultat exacte que sortirà, per exemple en el llançament d'un dau no podem predir quin resultat sortirà en llençar-lo a l'aire. Aquest tipus de fenomen és oposat al fenomen determinista,[1] en el qual es coneixen tots els factors que intervenen en un experiment i que ens permeten predir exactament el resultat. Per exemple, coneixent l'altura des de la qual es llança un objecte és possible saber exactament el temps que trigarà a arribar a terra en condicions de buit.
Per tant, un fenomen aleatori si té més d'un resultat possible i és determinista si només en té un.[2][3]