Die steuerliche Betriebsprüfung dient der Sicherung des Steueraufkommens und der Gewährleistung der Gleichmäßigkeit der Besteuerung. Dafür bedarf es des Einsatzes wirksamer Kontrollmethoden. Im Rahmen der digitalen Betriebsprüfung werden vermehrt mathematisch-statistische Verfahren eingesetzt. Sie versprechen eine kosten- und zeiteffiziente Überprüfung großer Datenmengen. Ihr Einsatz wird in der Fachliteratur kontrovers diskutiert. Im Fokus stehen in dieser Untersuchung die auf der Wahrscheinlichkeitstheorie beruhenden mathematisch-statistischen Testverfahren in Form von Stichprobenverfahren und Verteilungstests. Beim Stichprobenverfahren in der Betriebsprüfung wird nur eine Teilmenge eines Prüffeldes durch eine spezielle Auswahltechnik, das Monetary Unit Sampling, ausgewählt und von dieser mittels Wahrscheinlichkeitstheorie auf das gesamte Prüffeld geschlossen. Bei den Verteilungstests werden Annahmen darüber getroffen, welche Verteilungen ordnungsmäßige bzw. manipulationsfreie Daten aufweisen müssten. Diese Verteilungsannahmen werden mittels statistischer Verteilungstests überprüft. Bei der digitalen Ziffernanalyse wird angenommen, dass die Ziffernstrukturen manipulationsfreier Tageseinnahmen einer Benford-Verteilung folgen. Bei der Lognormal-Verteilungsanalyse, auch Strukturanalyse genannt, wird angenommen, dass die Tageseinnahmen lognormalverteilt sind. Die quantitativen Verprobungsmethoden werden hinsichtlich ihrer methodischen Eignung analysiert. Dabei werden Möglichkeiten und Grenzen des praktischen Einsatzes aufgezeigt und anhand exemplarischer Darstellungen diskutiert. Darauf aufbauend wird dargestellt, wie die Ergebnisse statistischer Testverfahren korrekt zu interpretieren sind und wie sie in der Rechtsprechung verwertet werden.