본 연구는 2020년 4월 13일 치러진 21대 국회의원 선거에서 사전투표가 선거결과에 미친 영향을 탐색적으로 분석해보고자 한다. 사전투표와 선거결과의 관계를 계량경제학적 모형으로 검증하는 것을 목적으로 한다. Mebane (2020) 연구에서 사용한 데이터의 문제점을 설명하고, 선거결과를 예측하는 데 있어 적절한 데이터를 구축하여 이포렌식(eforensics) 모형을 다시 추정하였다. 실증분석을 위해 중앙선거관리위원회의 21대 국회의원 선거 연령별 사전투표와 당일투표 데이터를 사용하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 21대 총선의 부정선거 가능성은 3.5%로 감소하여 미베인(Mebane, 2020)에서 제시한 6.6%보다 크게 줄어들고 부정선거 또는 조작가능성이 매우 낮은 것으로 판단한다. 둘째, 투표율(사전 및 당일)과 민주당 득표율의 통계적 관계를 검증한 오차상관통제회귀분석(SUR: Seemingly Unrelated Regression) 모형 추정 결과, 1) 40대 미만 젊은 층은 민주당을, 60대 이상 고령층은 보수당을 더 많이 지지한 것으로 나타나며, 2) 이러한 성향은 사전투표에서 더 뚜렷하게 나타난다. 결과적으로 사전투표에서 민주당 득표율이 당일투표에 비해 높은 것은 민주당 적극 지지층이 사전투표에 더 많이 참여하였기 때문으로 나타난다. 본 연구를 통해 사전투표 정책과 선거결과를 검증하는 다양한 방법론에 대한 학술적 논의에 이바지할 수 있기를 바란다.