Utfallsrom er et begrep som innenfor sannsynlighetsteori betegner mengden av mulige utfall av et tilfeldig eksperiment.
For et terningkast er for eksempel utfallsrommet mengden
.
Et utfallsrom kan være tellbart eller utellbart, for eksempel er
et tellbart utfallsrom, det samme gjelder endelige utfallsrom som
eller et terningkast
.
Derimot kan et utfallsrom være kontinuerlig, slik at det er utellbart mange verdier i
, for eksempel
, eller
, der
er mengden regn i løpet av en månder.
Kravet for at
er et utfallsrom, er dermed at alle delmengder
av en
-algebra
er målbare i
. En delmengde
er målbar hvis
er definert. For
ville f.eks.
.