Em Mecânica estatística, um ensemble estatístico é um conjunto de vários sistemas que, apesar de suas condições iniciais diferentes, são idênticos a um sistema estatisticamente considerado. Por exemplo, em Mecânica Quântica, um ensemble puro é aquele onde todos os sistemas intrínsecos são caracterizados por um mesmo estado, isto é, por um mesmo ket. Ou seja, um ensemble estatístico é constituído pelo conjunto de estados microscópicos aos quais se associam determinados pesos probabilísticos.