Estatistikan, karratu txikienen erregresioa edo zehatzago karratu txikien arrunten erregresioa aldagai anitzeko datu multzo batera lerro bat (zuzen bat edo parabola bat esaterako) doitzeko metodo bat, hondar karratuen batura minimotzen duena lerroaren parametroak zehazteko.
Zehatzago, bi aldagaitarako, y mendeko aldagai bat eta x aldagai independente bat finkatu ondoren, bi aldagaiak lotzen dituen funtzio bat eratzen da: . Horrela, y mendeko aldagaiari buruz bi motako balioak sortzen dira, aldagai independentearen balio bakoitzeko: behatutako balioak, jaso diren egiazko datuak alegia, eta aurresandako balioak, aldagaiaren balio bakoitza funtzioan ordezkatuz suertatzen direnak. hondarrak dira, aurresanean egiten diren erroreak alegia. Aurretik aukeratu den lerro motarako (zuzena edo bestelako bat), errore karratu hauen batura, alegia, minimotzen duen lerroa izango da karratu txikienen erregresio lerroa.
Aldagai independenteak anitz izan daitezke eta orduan erregresio anizkoitza egiten dela esaten da. Prozedura berdina izango da, baina aurreikusitako balioak kalkulatzeko, lerroan aldagai independente guztietako balioak sartu beharko dira.
Aurrez hondarrei probabilitate banaketa jakin bat ezartzen bazaie, bestelako baldintzekin batera, erregresio lerroari buruzko ondorio konplexuagoak egin daitezke, lerroaren parametroen adierazgarritasun estatistikoari buruz esaterako, inferentzia estatistikoa erabiliz. Orduan karratu txikienen erregresio eredu bat aztertzen ari dela esaten da.