הנחות מרכזיות של רגרסיה ליניארית כוללות:
קשר לינארי בין המשתנים
התפלגות נורמלית של השאריות (ולא של המשתנה התלוי עצמו, אבל בהקשר הזה – מקבלים גם את זה כהנחה)
הומוסקדסטיות (שונות אחידה של השאריות)
אי-תלות בין התצפיות
היעדר רב-קולינאריות → מתאם נמוך בין המשתנים הבלתי תלויים זה עם זה