Un experimento compuesto es el que está formado por varios experimentos simples realizados de forma consecutiva. Para calcular el espacio muestral de un experimento compuesto conviene, en muchas ocasiones hacer un diagrama de árbol que represente todas las opciones. Cada resultado viene dado por un camino del diagrama.

La probabilidad de un suceso en un experimento compuesto es el producto de las probabilidades de los sucesos simples que lo forman.