Критерій Колмогорова-Смірнова оснований на порівнянні рядів накопичених частот двох незалежних вибірок. Він включає в себе перевірку всіх видів відмінностей між розподілами у середньому значенні, медіані, розсіюванні, асиметрії та ексцесі.
Нехай існує випадкова вибірка даних x1, x2, ..., xn із генеральної сукупності, яка має безперервну функцію розподілу F(x) і незалежна випадкова вибірка y1, y2, ..., yn із генеральної сукупності, яка має безперервну функцію розподілу G(y). Нульова гіпотеза однорідності говорить про ідентичність двох функцій розподілу (H0: F (z) = G (z) для всіх z (впорядкованих значень)). Прийняття цієї гіпотези автоматично означає і рівність всіх відповідних параметрів цих розподілів. Однак відхилення нульової гіпотези і прийняття альтернативної гіпотези (H1: F (z) ≠ G (z) для деяких z.) не відповідає на питання про те, які саме параметри не рівні в порівнюваних розподілах.
У двовибірковому критерії Колмогорова-Смірнова використовують статистику:
Дана статистика є найбільшою за абсолютною величиною різницею між накопиченими частотами рядів, fi (x) та fi (y), розташованих в порядку зростання. Нульову гіпотезу відкидають, якщо ця максимальна різниця виявиться більшою за критичне значення.
Критичне значення D залежить від прийнятого рівня значущості, α, і від обсягу вибірок, nx і ny.