Per prodotto delle probabilità, in generale di due eventi si intende il verificarsi di entrambe simultaneamente. Ad esempio, se l'evento A consiste nell'estrazione di un due da un mazzo di carte e l'evento B nell'estrazione di una carta di picche, allora l'evento C=AB consiste nell'apparizione di un due di picche.
Il teorema si può quindi scrivere nella seguente forma:
P(AB) = P(A) + P(B) - P(AB)
che equivale a
P(AB) = P(A) + P(B) - P(A+B)
La dimostrazione del teorema è failmente intuibile dall'osservazione della figura a fianco dove la quantità P(AB) corrisponde alla zona ombreggiata della figura. Tale zona, nel caso della somma dei due insiemi viene ricoperta due volte, quindi, togliendo la grandezza P(AB) si eliminano le parti non comuni dei due insiemi e in più si sottrae anche una volta la superfice P(AB) proprio come volevamo.
Il teorema del prodotto delle probabilità, come nel caso dell'addizione è facilmente estendibile al caso di più variabili applicando le stesse considerazioni fatte nel caso di due variabili.
Esiste anche un'altra formulazione di questo teorema che va sotto il nome di teorema delle probabilità composte.