El teorema de la probabilitat total és una llei que permet calcular la probabilitat d'un succés a partir de les probabilitats condicionals de tots els successos d'un mateix espai mostral.

Este teorema s'utilitza quan volem calcular la probabilitat d'un element però només tenim informació sobre ell en condicions parcials, fent que no es puga aplicar directament la regla de Laplace. La seua representació és:

Esta fórmula significa que donat un conjunt de successos {A1, A2,…, An} que formen una partició sobre l'espai mostral, la probabilitat de l'esdeveniment B és igual al sumatori dels productes de la probabilitat de cada succés P(Ai) per la probabilitat condicional P(B|Ai). És a dir, la suma de les probabilitats que un esdeveniment ocórrega mitjançant diferents escenaris, que de manera conjunta, abasten tot l'espai mostral i es consideren sense solapar-se.

Hem de tindre també en compte que: 

- P(B) és la probabilitat que ocórrega el succés B.

- P(Ai) és la probabilitat que ocórrega el succés Ai.

- P(B|Ai) és la probabilitat condicional del succés B donat el succés Ai.