O primeiro passo na realização de um teste t é a formulação da hipótese. Essas hipóteses são as suposições que serão confirmadas ou rejeitadas. São necessárias duas hipóteses: a hipótese nula e a hipótese alternativa.

Para um teste t, a hipótese nula afirma: "As médias de duas amostras são iguais." A hipótese alternativa, por outro lado, afirma: "As médias de duas amostras não são iguais."

A hipótese nula é denotada por $H_0$, e a hipótese alternativa é denotada por $H_a$.

Se com base no teste t, rejeitar a hipótese nula, a hipótese alternativa é automaticamente aceita.

Outra forma de formular uma hipótese alternativa é a seguinte:

A forma posterior é utilizada quando:

1. Há certeza de que um grupo possui média maior ou menor, mas não o contrário. Isso se aplica ao exemplo das alturas, onde podemos afirmar com confiança que, em média, mulheres não são mais altas que homens;
2. O interesse está apenas em determinar se algo é melhor. Caso não seja melhor, não importa se é igual ou pior. Isso é semelhante ao lançamento de um novo design de site. Só se deseja implementá-lo se for uma melhoria em relação ao atual. Caso contrário, permanece-se com o design existente até que o novo seja aprimorado.