Việc nhận biết được nguyên nhân gốc rễ rất quan trọng để thiết lập các giải pháp cải tiến. Nếu xác định nguyên nhân không đúng thì vấn đề không được giải quyết triệt để. Việc tìm ra nguyên nhân gốc của vấn đề được dựa trên hai dạng phân tích: Phân tích dữ liệu: sử dụng các phép đo và dữ liệu được thu thập - các dữ liệu được thu thập từ giai đoạn đo lường hoặc thu thập thêm trong giai đoạn phân tích để tìm ra các dạng phân bố của dữ liệu,đoạnphântíchtrongSigmađượcthựchiệnnhưthếnàkqbd vdqg bdn xu hướng của dữ liệu hoặc các yếu tố khác thể hiện vấn đề và nguyên nhân tiềm năng của vấn đề.

 Giai đoạn phân tích là giai đoạn linh hoạt nhất của chu trình DMAIC.