هي عينة عشوائية ذات كفاءة اقتصادية عالية وتكون وحدة المعاينة الأساسية عباره عن عنقود كبير من العناصر، وليس مجرد مفردة من مفردات المجتمع، ويتم اختيار العناقيد عشوائيا، ويشترط في العناصر المكونة لكل عنقود وجود تقارب - غالباً ما يكون تقارباً مكانياً – بينها. وتعد المناطق هي الأكثر استخداماً بين أنواع العينات العنقودية؛ وتعد العينة العنقودية عينة عشوائية؛ لأن العناقيد يتم اختيارها بشكل عشوائي، وقد يتم اختيار المفردات داخل كل عنقود بشكل عشوائي أيضاً، وعادة ما يتم اللجوء إلى استخدام العينات العنقودية عندما لا تتوافر قوائم تتضمن جميع مفردات المجتمع، وينبغي أن تكون العناصر المتضمنة في العنقود متباينة بدرجة التباين نفسها الموجودة في المجتمع؛ أي أنها بمثابة المرأة التي تعكس خصائص المجتمع أما إذا كان هناك تجانس كبير داخل العنقود؛ فان العنقود في هذه الحالة لن يمثل المجتمع تمثيلاً دقيقاً.