El análisis de tolerancia del caso más desfavorable es el tipo tradicional de cálculo de agrupación de tolerancias. Las cotas individuales se definen en su límite de tolerancia para que la medida agrupada sea lo más grande o lo más pequeña posible.

En el modelo del caso más desfavorable no se tiene en cuenta la distribución estadística de las cotas individuales, sino que las cotas no sobrepasen los límites respectivos de tolerancia especificados. Matemáticamente, el modelo parte de la base de que todas las cotas de tolerancia serán igual a uno de sus valores límite, lo que produce una condición de agrupamiento extrema. Dicho de otra forma, este modelo predice la variación máxima esperada de la medida.

El hecho de adaptar el diseño a los requisitos del caso más desfavorable permite garantizar que todas las piezas se montarán y funcionarán correctamente, con independencia de la variación real de las cotas de los componentes y de las combinaciones de agrupación. El principal inconveniente radica en que el modelo de caso más desfavorable a menudo requiere unas tolerancias muy ajustadas de los componentes individuales. Evidentemente, esto resulta en procesos de fabricación e inspección costosos o índices elevados de desechos.

A menudo, es necesario obtener la tolerancia basada en el caso más desfavorable para las interfaces mecánicas de importancia vital y las interfaces de reemplazo de piezas. Cuando el análisis de tolerancia para el caso más desfavorable no se solicita explícitamente en el contrato, una tolerancia estadística correctamente aplicada puede garantizar una producción aceptable del conjunto con mayores tolerancias para los componentes y costes menores de fabricación.