Kihtvalimi puhul jaotatakse kogu populatsioon mingi tunnuse alusel alampopulatsioonideks, nn. kihtideks ja seejärel valitakse lihtsa või süstemaatilise juhuvaliku teel igast kihist representatiivne valim. Kihitunnusteks võetakse tunnused, mis tõenäoliselt mõjutavad uuritavat omadust, näiteks sugu, haridus, religioon, asula tüüp, institutsiooni osakond jne.

Näites (tabel 3) on kihi tunnuseks osakond, mille alusel jaotati üliõpilaskond kihtideks. Kui kihid määratud, siis võetakse igast kihist lihtne juhuslik või süstemaatiline juhuvalim.

Juhuslik valik kihtidest

Vaja oli uurida kõrgkooli esmakursuslaste arvutikasutamise oskust. Kogu populatsioon - esmakursuslased, jaotatakse kihtideks osakondade kaupa. Teades üliõpilaste arvu osakonniti, on võimalik juhusliku valiku teel valida igast kihist, representatiivsust silmas pidades, kindel arv küsitletavaid. Saadakse valim, mis on esindav kogu esmakursuslaste populatsiooni jaoks.

Kui lihtsa juhuvalimi puhul oli keerukas saada populatsiooni nimekirja, millest valim koostada, siis kihtvalimi kasutamine on teatud puhkudel veelgi keerukam rakendada, sest uurija peab hankima lisainfot ka selle kohta, millisesse kihti iga populatsiooni liige kuulub.