分层随机取样法的优点是代表性和推论的精确性较好。它适用于总体单位数量较多，并且内部差异较大的研究对象，在样本数量相同时，它比简单随机取样法、等距随机取样法的抽样误差小，而在抽样误差的要求相同时，它则比简单随机取样、等距随机取样所需样本容量少。此外，还可根据具体情况对各层采取不同的抽取方式和比例，使取样更加灵活。
分层随机取样法的局限性是要求对总体各单位的情况有较多的了解，否则就难以做出科学的分类。有时候，这一点在实际研究前难以做到。如果是采用最优分配分层随机取样，则需根据前人资料（或以往研究经验）或试测估计标准差，因而比较烦琐。
