In statistica, la stima con il metodo delle variabili strumentali è utilizzata nell'analisi di regressione lineare. Un'ipotesi standard del modello classico di regressione lineare è che le variabili esplicative non siano correlate con la componente non spiegata, o disturbo; laddove tale ipotesi viene meno, la regressione con il consueto metodo dei minimi quadrati non consentirà di ottenere stime consistenti (cioè asintoticamente corrette e con varianza asintoticamente nulla). Se tuttavia è disponibile una variabile strumentale, è ancora possibile ottenere stime consistenti.
Il metodo di stima di un modello lineare tramite variabili strumentali è anche noto come metodo dei minimi quadrati a due stadi (o 2SLS, dall'inglese Two-Stages Least Squares).