De eerste stap bij het uitvoeren van een t-toets is het formuleren van de hypothese. Deze hypothesen zijn de aannames die we zullen bevestigen of verwerpen. Er zijn twee hypothesen vereist: de nulhypothese en de alternatieve hypothese.

Voor een t-toets stelt de nulhypothese: "De gemiddelden van twee steekproeven zijn gelijk." De alternatieve hypothese daarentegen stelt: "De gemiddelden van twee steekproeven zijn niet gelijk."

De nulhypothese wordt aangeduid als $H_0$, en de alternatieve hypothese wordt aangeduid als $H_a$.

Indien op basis van de t-toets de nulhypothese wordt verworpen, wordt de alternatieve hypothese automatisch geaccepteerd.

Een andere manier om een alternatieve hypothese te formuleren is als volgt:

De laatstgenoemde vorm wordt gebruikt wanneer:

1. Er zekerheid bestaat dat één groep een hogere of lagere gemiddelde waarde heeft, maar niet andersom. Dit geldt voor ons voorbeeld met lengtes, waarbij we met vertrouwen kunnen stellen dat vrouwen gemiddeld niet langer zijn dan mannen;
2. Er uitsluitend interesse is in het vaststellen of iets beter is. Als het niet beter is, maakt het niet uit of het hetzelfde of slechter is. Dit is vergelijkbaar met een nieuw websiteontwerp. Het wordt alleen geïmplementeerd als het een verbetering is ten opzichte van het huidige ontwerp. Zo niet, dan blijft het huidige ontwerp gehandhaafd totdat het nieuwe ontwerp is verbeterd.