تحلیل رگرسیون را اغلب برای برآورد میانگین پاسخ به کار می بریم.
اگر بخواهیم میانگین پاسخ را برای مقدار معین x* در مورد تمام جامعه برآورد کنیم از معادله رگرسیونی برازش شده
استفاده می کنیم.
در این حالت خطای معیار برآورد شده (پراکندگی-واریانس) از رابطه ی زیر به دست می آید
که در آن se انحراف معیار خطای نمونه است.
و برای آزمون فرض
از آماره ی
که دارای توزیع t با n-2 درجه آزادی است استفاده می کنیم.
همچنین برای به دست آوردن یک فاصله اطمینان (1-
) درصد برای میانگین پاسخ داریم.
مثال:
با توجه به مثال قسمت روش حداقل مربعات خطا اطلاعات زیر رارا داریم
و
اگر x=2.5 باشد میانگین پاسخ را پیش بینی کرده و یک فاصله اطمینان 95 درصد برای آن به دست آورید.
حل:
پیش بینی میانگین پاسخ برابر
است و برای به دست آوردن فاصله اطمینان 95 درصد داریم.
و بنابراین
نکته:
با توجه به فرمول خطای معیار پیش بینی
و وابستگی آن به 
می توان نتیجه گرفت که وقتی x* به 
نزدیک است، خطای معیار کوچکتر از موقعی است که x* خیلی دورتر از قرار دارد.
بنابراین پیش بینی در نقاط نزدیک میانگین ، نسبت به مقادیر x که دور از میانگین اند، بمراتب دقیقتر است.
برای چه مقادیر از x مجاز به استفاده از خط رگرسیون برای پیش بینی میانگین پاسخ هستیم.
