الترجمة الآلية الإحصائية هي منهج للترجمة الآلية يُولِّد الترجمات بناءً على نماذج إحصائية تستمد معاييرها من تحليل مجموعات نصوص ثنائية اللغة. ويختلف هذا المنهج الإحصائي عن مناهج الترجمة الآلية القائمة على القواعد، وكذلك عن الترجمة الآلية القائمة على الأمثلة التي حلت محل المنهج السابق القائم على القواعد والذي كان يتطلب وصفًا صريحًا لكل قاعدة لغوية، وهو أمر مكلف، وغالبًا ما كان غير قابل للتعميم على لغات أخرى.
طُرحت أولى أفكار الترجمة الآلية الإحصائية على يد وارن ويفر عام 1949، بما في ذلك تطبيق نظرية المعلومات لكلود شانون. أُعيد تقديم الترجمة الآلية الإحصائية في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات من القرن العشرين على يد باحثين في مركز توماس ج. واتسون للأبحاث التابع لشركة آي بي إم. وقبل ظهور الترجمة الآلية العصبية، كانت هذه الطريقة الأكثر دراسة على نطاق واسع في مجال الترجمة الآلية.