Θα ήταν ιδανικό κάθε εργαστηριακή εξέταση να δείχνει την πραγματικότητα, δηλαδή να εντοπίζει το πρόβλημα όταν αυτό υπάρχει και να αποβαίνει αρνητική όταν όλα βαίνουν καλώς. Στην πράξη, ωστόσο, δεν υπάρχει τέτοια εργαστηριακή εξέταση. Κάθε εργαστηριακή μέθοδος εμπεριέχει ένα ποσοστό σφάλματος. Το σφάλμα της μεθόδου χαρακτηρίζεται τυχαίο, όταν οφείλεται σε στατιστική διακύμανση και συστηματικό, όταν η μέθοδος αφ'εαυτής, για διάφορους λόγους, αδυνατεί να προσδιορίσει επακριβώς τη μετρούμενη ποσότητα. Κατά την ερμηνεία των αποτελεσμάτων, επομένως, είναι δυνατόν να προκύψουν δύο τύποι εσφαλμένων αποτελεσμάτων. α) η δοκιμασία να είναι ψευδώς θετική και β) η δοκιμασία να είναι ψευδώς αρνητική.

Προκειμένου να συγκριθούν οι εργαστηριακές δοκιμασίες μεταξύ τους, για να αποφασιστεί το ποιά δίνει τα πιο αξιόπιστα αποτελέσματα, έχουν επινοηθεί οι όροι της ευαισθησίας (sensitivity) και της ειδικότητας (specificity). Μια εργαστηριακή εξέταση θεωρείται ευαίσθητη, όταν μπορεί να εντοπίσει με επιτυχία τα θετικά αποτελέσματα. Η ευαίσθητη εξέταση, επομένως, έχει όσο το δυνατόν λιγότερα ψευδώς αρνητικά αποτελέσματα. Αντίθετα, μια εξέταση θεωρείται ειδική, όταν μπορεί να εντοπίσει με επιτυχία τα αρνητικά αποτελέσματα. Η ειδική εξέταση, επομένως, έχει όσο το δυνατόν λιγότερα ψευδώς θετικά αποτελέσματα.

Μια εξέταση θεωρείται ακριβής, αν διαθέτει αυξημένη ευαισθησία και ειδικότητα. Στην πράξη όμως, συχνά τα δύο αυτά μεγέθη μεταβάλλονται αντιστρόφως ανάλογα. Οι εξετάσεις με υψηλή ευαισθησία έχουν χαμηλή ειδικότητα και το αντίστροφο. Ο θεραπευτής καλείται, ανάλογα με την περίπτωση να επιλέξει μεταξύ ευαισθησίας και ειδικότητας. Για παράδειγμα, έστω ότι ελέγχεται το αίμα των αιμοδοτών για τον ιό της επίκτητης ανοσοποιητικής ανεπάρκειας (AIDS). Είναι φανερό ότι πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια δοκιμασία με αυξημένη ευαισθησία, προκειμένου να εντοπιστούν όλοι οι μολυσμένοι δότες. Προφανώς, κάποιες φιάλες αίματος χαρακτηρίζονται λανθασμένα ως μολυσμένες αλλά αυτό δεν έχει σημασία, καθώς ο πρωταρχικός στόχος είναι να διαφυλαχθεί η ασφάλεια όσων θα λάβουν το αίμα. Όταν, όμως, στη συνέχεια αποφασιστεί να κοινοποιηθεί στον αιμοδότη το θετικό αποτέλεσμα, πρέπει να επαναληφθεί ο έλεγχος με μια δεύτερη εξέταση με μεγάλη ειδικότητα, ώστε να αποφευχθεί το ενδεχόμενο ψευδώς θετικού αποτελέσματος. Εδώ προέχει να αποφευχθεί το δυσβάστακτο συναισθηματικό κόστος που θα είχε η κοινοποίηση ενός ψευδώς θετικού αποτελέσματος σε έναν υγιή αιμοδότη.

Η ποσοτική εκτίμηση της ευαισθησίας και της ειδικότητας γίνεται με τη χρησιμοποίηση του τετράπτυχου πίνακα. Έστω:

• α, τα αληθώς θετικά αποτελέσματα
• β, τα ψευδώς θετικά αποτελέσματα
• γ, τα ψευδώς αρνητικά αποτελέσματα
• δ, τα αληθώς αρνητικά αποτελέσματα
• α+γ, το σύνολο των πασχόντων
• β+δ, το σύνολο των μη πασχόντων

• Η ευαισθησία υπολογίζεται από τη σχέση α/(α+γ) και εκφράζεται συνήθως επί τοις εκατώ.
• Η ειδικότητα υπολογίζεται από τη σχέση δ/(β+δ) και εκφράζεται συνήθως επί τοις εκατώ.