Ensimmäinen vaihe t-testin suorittamisessa on hypoteesin muotoilu. Nämä hypoteesit ovat oletuksia, jotka joko vahvistetaan tai hylätään. Tarvitaan kaksi hypoteesia: nollahypoteesi ja vaihtoehtoinen hypoteesi.

T-testissä nollahypoteesi kuuluu: "Kahden otoksen keskiarvot ovat yhtä suuret." Vaihtoehtoinen hypoteesi puolestaan kuuluu: "Kahden otoksen keskiarvot eivät ole yhtä suuret."

Nollahypoteesi merkitään H₀ ja vaihtoehtoinen hypoteesi merkitään Hₐ.

Jos t-testin perusteella nollahypoteesi hylätään, vaihtoehtoinen hypoteesi hyväksytään automaattisesti.

Vaihtoehtoinen hypoteesi voidaan muotoilla myös seuraavasti:

Jälkimmäistä muotoa käytetään, kun:

1. Olet varma, että yhdellä ryhmällä on joko suurempi tai pienempi keskiarvo, mutta ei toisinpäin. Tämä pätee esimerkkiimme pituuksista, jossa voimme luottavaisesti todeta, että naiset eivät keskimäärin ole pidempiä kuin miehet;

2. Olet kiinnostunut vain siitä, onko jokin parempi. Jos se ei ole parempi, ei ole väliä onko se sama vai huonompi. Tämä on verrattavissa uuteen verkkosivusuunnitteluun. Haluat ottaa sen käyttöön vain, jos se on parannus nykyiseen verrattuna. Jos ei ole, pysyt nykyisessä suunnittelussa, kunnes uusi on kehitetty paremmaksi.