Автокорреляции остатков наблюдается тогда, когда значения предыдущих остатков завышают (положительная) или занижают (отрицательная) значения последующих.
Положительная автокорреляция на графике остатков проявляется в чередовании зон положительных и отрицательных остатков:
Отрицательная автокорреляция на графике выражается в том, что остатки «слишком часто» меняют знак:
Основными причинами автокорреляции являются:
неправильный выбор формы регрессионной зависимости;
неучет в модели одного или нескольких важных факторов;
цикличность значений экономических переменных при построении модели по временным данным.
Автокорреляция может привести к ошибочному выводу о несущественном влиянии исследуемого фактора на результат Y, в то время как на самом деле влияние фактора на Y значимо.
Для обнаружения автокорреляции остатков используется d-статистика Дарбина–Уотсона:
.
Значение d-статистики сравнивается с критическими значениями d1 и d2. При этом могут возникнуть следующие ситуации:
если 
, то остатки признаются некоррелированными;
если 
, то имеется положительная автокорреляция;
если 
, то существует отрицательная автокорреляция;
если 
или 
, то это указывает на неопределенность ситуации.
d‑статистика рассчитывается либо по временному ряду остатков, либо по упорядоченному в зависимости от последовательно возрастающих или убывающих расчетных значений Y.
При неопределенности ситуации рассчитывается коэффициент автокорреляции остатков первого порядка
.
Автокорреляция отсутствует, если коэффициент не превышает по модулю критическое значение. В противном случае делают вывод о наличие автокорреляции: положительной при 
или отрицательной при 
.
Продолжение примера 3. d‑статистика имеет значение d=3,44. Критические значения составляют d1=0,66 и d2=1,86 (=0,05; p=3; n=12). d‑статистика попадает в интервал 
, что свидетельствует об отрицательной автокорреляции остатков.
Коэффициент автокорреляции остатков первого порядка r(1)=–0,721 превышает по модулю критическое значение rкр=0,576 (=0,05; n=12), что еще раз свидетельствует об отрицательной автокорреляции остатков.
