Konsep regresi garis lurus dan regresi polinomial dapat dikembangkan untuk mendapatkan regresi multi-variabel. Untuk kemudahan menerangkan konsepnya, maka dipakai contoh regresi dua variabel. Persamaan regresi dua variabel dapat ditulis dalam bentuk:
dengan a0, a1, dan a2 adalah konstanta yang dicari. Konstanta ini dapat dihitung seperti metoda yang sebelumnya dipakai di atas; yaitu dengan menyelesaikan sistem tiga persamaan linier dibawah ini.
Untuk regresi multi-variabel penjabarannya adalah sejalan dengan penjabaran di atas, jadi tidak akan diulangi disini.