只是依赖集中趋势是不足以表述数据特征的，比如分析两个班的考试成绩，如果A班的平均分是84，B班是80，就可以认为A班比B班好吗？有经验的老师知道，还应当分析班级中高分与低分的差异，如果A班学生的分数差异较大而B班的相对集中，就可以认为B班并不比A班差。我们称数据之间的差异为离中趋势，最简单的表述离中趋势的量是极差，这是数据中最大值与最小值的差，即
极差=max{a1,...an}-min{a1,...an}
极差虽然简单，但是没有考虑中间那些数据所提供的信息。在现代统计学中，经常使用方差来刻画数据的离中趋势。方差是数据与平均数差的的平方和，即
S2(a)=(a1-u(a))2+(a2-u(a))2+...+(an-u(a))2 (1)
其中u(a)表示平均数。对于《统计学的发展---整理数据的常见方法之集中趋势》一文中树木直径的例子，因为数据是分组的，也可以这样计算：
S2(x)=(x1-u(x))2w1+(x2-u(x))2w2+...+(xk-u(x))2wk (2)
=(7-11.98)2•(2/100)+(8-11.98)2•(5/100)+...+(17-11.98)2•(3/100)
=5.14
可以验证，(1)式和(2)式是等价的。但是(2)式中的公式具有一般性，因为这是一个加权的形式，可以构成距离。
有了方差之后，就可以进一步分析两个班学生的考试成绩。我们现在可以说，如果A班的平均分比B班高，方差又比B班小，则A班的考试要比B班好，至于其他的情况，则需要更仔细的统计分析了。