通常是以觀察次數 (observed frequency, O) 及期望次數 (expected frequency, E) 的比較來進行檢定。 所有類別之 (O - E)2 / E 加總，即算得檢定用的統計量χ2值。 再依自由度 與 顯著水平的要求 對照「卡方分佈表」，以判定χ2值是否落於拒絕區域。
檢查某變數是否依循某比例呈現結果分佈，稱為「適合度檢定」(test of goodness of fit)，自由度為 (類別數 - 1)。
檢定兩變數間是否相互獨立，稱為「獨立性檢定」(test of independent)，自由度為(列聯表列數 - 1) x (列聯表行數 - 1)。 「獨立性檢定」用以判定兩變數獨立與否，亦即判定兩變數是否有關聯，故又稱「關聯性檢定」(test of association)。
卡方檢定方法多元，此兩種為常見卡方檢定之基本應用型式。
「適合度檢定」如：驗證AB基因型之病原菌後代出現AA, AB, BB的基因型是否符合1：2：1之比例。
「獨立性檢定」如：驗證抽菸與得肺癌是否有關聯。
