Un test bilatéral s'applique quand on cherche une différence entre deux estimations, ou entre une estimation et une valeur donnée sans se préoccuper du signe ou du sens de la différence. Dans ce cas, la zone de rejet (cf section suivante) de l'hypothèse principale se fait de part et d'autre de la distribution de référence.
Un test unilatéral s'applique quand on cherche à savoir si une estimation est supérieure (ou inférieure) à une autre ou à une valeur donnée. La zone de rejet de l'hypothèse principale est située d'un seul côté de la distribution de probabilité de référence.
Certains test comme l'analyse de la variance ou le test du
sont pratiquement toujours unilatéraux.