在教育与心理研究中，经常要分析几种因素之间是否真有实质上的差异，或者判断几次重复实验的结果是否同质，这类问题的χ2检验称为同质性检验（test for homogeneity）。另外，在教育和心理实验中，还经常涉及几次或几组实验数据的合并问题，这时，也需要先进行同质性-异质性检验，然后判断是否能够合并。
计数资料的同质性检验与独立性检验方法基本相同，但检验的目的不同。独立性检验是对同一样本的若干变量关联情形的检验，目的在于判明数据资料是相互关联还是彼此独立；同质性检验则是对两个样本同一个变量的分布状况的检验，是对几个样本数据是否同质作出统计决断。例如，同质性检验对公办与民办大学里学生性别分布的比较，主要是看两个样本所代表的两个母总体（公办与民办大学）在该变量（性别）上是否有类似的分布模式，或是否具有相同的性别特质。
从统计原理看，同质性检验与独立性检验皆为双母总体样本，但是同质性检验的双总体指的是两个样本所代表的母总体。χ2值所检验的内容是这两个样本（自变量）在另一变量（因变量）上的变动，自变量是研究者操纵的变量，又称为设计变量（design variable），因变量则为反应变量，它们之间形成了一种有特定先后关系的非对称性关系。下面举例说明分类数据同质性检验的方法。