虛擬亂數是以相等的機率從有限的數字集中選取。選取的數字並非是完全隨機，因為是使用有限性數學演算法來選取它們，但是用於實際用途已足夠。目前 Random 類別的實作是以 Donald E. Knuth 的減法亂數產生器演算法為基準。如需詳細資訊，請參閱 D. E. Knuth 所著的《The Art of Computer Programming, volume 2: Seminumerical Algorithms》，Addison-Wesley, Reading, MA, second edition, 1981。
亂數的產生始於種子值。如果重複使用相同的種子會產生相同的連續數字。其中一個產生不同序列的方法是讓種子值時間相依，由此以每個 Random 的新執行個體 (Instance) 產生不同的系列。根據預設，Random 類別的無參數建構函式會使用系統時鐘來產生其種子值，而參數化的建構函式可以根據目前時間的刻度數目而接受 Int32 值。然而，因為時鐘的解析度有限，所以若使用無參數的建構函式在極短時間內連續建立不同的 Random 物件，就會建立亂數產生器，這些產生器會產生序列完全相同的亂數。下列範例說明短時間內連續產生一系列相同亂數的兩個 Random 物件。
Dim bytes1(99), bytes2(99) As Byte
Dim rnd1 As New Random()
Dim rnd2 As New Random()
rnd1.NextBytes(bytes1)
rnd2.NextBytes(bytes2)
Console.WriteLine("First Series:")
For ctr As Integer = bytes1.GetLowerBound(0) to bytes1.GetUpperBound(0)
Console.Write("{0, 5}", bytes1(ctr))
If (ctr + 1) Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("Second Series:")
For ctr As Integer = bytes2.GetLowerBound(0) to bytes2.GetUpperBound(0)
Console.Write("{0, 5}", bytes2(ctr))
If (ctr + 1) Mod 10 = 0 Then Console.WriteLine()
Next
' The example displays the following output to the console:
' First Series:
' 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
' 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
' 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
' 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
' 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
' 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
' 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
' 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
' 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
' 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
'
' Second Series:
' 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
' 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
' 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
' 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
' 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
' 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
' 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
' 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
' 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
' 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
byte[] bytes1 = new byte[100];
byte[] bytes2 = new byte[100];
Random rnd1 = new Random();
Random rnd2 = new Random();
rnd1.NextBytes(bytes1);
rnd2.NextBytes(bytes2);
Console.WriteLine("First Series:");
for (int ctr = bytes1.GetLowerBound(0);
ctr <= bytes1.GetUpperBound(0);
ctr++) {
Console.Write("{0, 5}", bytes1[ctr]);
if ((ctr + 1) % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Second Series:");
for (int ctr = bytes2.GetLowerBound(0);
ctr <= bytes2.GetUpperBound(0);
ctr++) {
Console.Write("{0, 5}", bytes2[ctr]);
if ((ctr + 1) % 10 == 0) Console.WriteLine();
}
// The example displays the following output to the console:
// First Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
//
// Second Series:
// 97 129 149 54 22 208 120 105 68 177
// 113 214 30 172 74 218 116 230 89 18
// 12 112 130 105 116 180 190 200 187 120
// 7 198 233 158 58 51 50 170 98 23
// 21 1 113 74 146 245 34 255 96 24
// 232 255 23 9 167 240 255 44 194 98
// 18 175 173 204 169 171 236 127 114 23
// 167 202 132 65 253 11 254 56 214 127
// 145 191 104 163 143 7 174 224 247 73
// 52 6 231 255 5 101 83 165 160 231
只要建立單一 Random 物件，而不要建立多個物件，就可以避免這個問題。
為了改善效能，請建立一個 Random 物件，以便在一段時間內產生許多亂數，而不要重複地建立新的 Random 物件來產生一個亂數。
例如，若要產生密碼學上適用於建立隨機密碼的安全亂數，則使用從 System.Security.Cryptography..::.RandomNumberGenerator 衍生的類別，例如 System.Security.Cryptography..::.RNGCryptoServiceProvider。
繼承者注意事項在 .NET Framework 1.0 和 1.1 版中，衍生自 Random 的類別最小實作 (Implementation) 需要覆寫 Sample 方法，用以定義產生亂數的全新或修改過的演算法。衍生類別 (Derived Class) 接著會依賴 Random..::.Next()()()、Random..::.Next(Int32)、Random..::.Next(Int32, Int32)、NextBytes 和 NextDouble 方法的基底類別 (Base Class) 實作，呼叫 Sample 方法的衍生類別實作。
在 .NET Framework 2.0 (含) 以後版本中，Random..::.Next()()()、Random..::.Next(Int32, Int32) 和 NextBytes 方法的行為已經變更，因此這些方法並不需要呼叫 Sample 方法的衍生類別實作。因此，衍生自使用 .NET Framework 2.0 (含) 以後版本之 Random 的類別應該也會覆寫這三種方法。