La educación en estadística ha investigado cómo promover el razonamiento inferencial formal a partir del razonamiento inferencial informal. Sin embargo, todavía existe la necesidad de propuestas que exploren y desarrollen progresivamente el razonamiento inferencial de estudiantes y profesores. En este sentido, el objetivo de este artículo es caracterizar el razonamiento inferencial que muestran los profesores de matemáticas de secundaria en las prácticas que desarrollan para resolver problemas relacionados con la estadística Chi-cuadrado. Para lograr esto, utilizamos nociones teóricas y metodológicas introducidas por el enfoque onto-semiótico del conocimiento y la instrucción matemática. En particular, hemos tomado una propuesta teórica de niveles de razonamiento inferencial para la estadística Chi-cuadrado. Según los resultados, la principal conclusión fue que la propuesta anterior predijo efectivamente las prácticas de los profesores, lo que nos permitió distinguir elementos característicos de los niveles de razonamiento inferencial.