Un diagrama de árbol es una representación gráfica esquemática de una situación de estudio de probabilidades. En él se resume toda la información y se observan casi todas las probabilidades.

En un diagrama de árbol hay tres partes bien diferenciadas:

1. Las ramas iniciales (ramas de primera generación), situadas a la izquierda del árbol. Representan las primeras opciones o posibilidades que pueden darse en el problema. Las probabilidades que se sitúan en estas ramas son probabilidades totales de sucesos y su suma debe ser 1.
2. Las ramas que parten del primer nudo (ramas de segunda generación), situadas en el centro. Representan probabilidades condicionadas respecto a la rama anterior (que suponemos que ya ha ocurrido). En cada nudo, la suma de las probabilidades debe ser 1.
3. Al final de cada rama, a la derecha. Multiplicando las probabilidades que aparecen en las ramas adyacentes anteriores obtenemos como resultado las probabilidades de las intersecciones. La suma de todas estas probabilidades debe ser 1 porque en las intersecciones se están considerando todas las posibilidades.

La probabilidad de la unión de dos sucesos se obtiene sumando las probabilidades de intersección (de la derecha) de todas las ramas, excepto la rama con la intersección de los dos sucesos contrarios.

En un árbol cobra especial importancia la aplicación del teorema de Bayes para calcular las probabilidades "a posteriori" (donde ya ha ocurrido el suceso sobre el que condiciona). Para hallar una probabilidad de este tipo, se procede de la siguiente forma: localizamos (en la derecha) la probabilidad de la intersección de los sucesos implicados y dividimos entre la probabilidad total del suceso sobre el que se condiciona, que es la suma de las probabilidades de las intersecciones en las que interviene.