Het is een fout die varieert op onvoorspelbare manier varieert in absolute waarde en een teken wanneer we een groot aantal metingen van eenzelfde grootheid uitvoeren in nagenoeg identieke omstandigheden. We kunnen geen rekening houden met een toevallige fout door een correctie door het bruto resultaat van de meting te corrigeren. Aan het einde van een reeks metingen, kunnen we enkel de bovengrens van deze fout bepalen. Een toevallige fout wordt vaak ook accidentele fout of stochastische fout genoemd.