In matematica, e in particolare nella teoria della probabilità, una variabile casuale (detta anche variabile aleatoria o variabile stocastica) è una variabile che può assumere valori diversi in dipendenza da qualche fenomeno aleatorio. Ad esempio, il risultato del lancio di un dado bilanciato a sei facce può essere matematicamente modellato come una variabile casuale che può assumere uno dei sei possibili valori e ogni valore ha probabilità di presentarsi.
Il termine «aleatorio» deriva dal latino alea (gioco di dadi[1]) ed esprime il concetto di rischio calcolato. La denominazione alternativa stocastico è stata introdotta da Bruno de Finetti[2]. Il termine «casuale» deriva dal latino casualis.