Dass Schätzen die einzige Möglichkeit wäre, ist Quatsch.
Der mathematische Weg sieht grundsätzlich so aus, dass du ein Modell entwickelst, das einigermaßen präzise die aktuelle Stärke eines Teams bestimmt. Das wird ausgedrückt in der Anzahl an Toren, die gegen ein bestimmtes anderes Team zu erwarten sind.
Z. B. kann man aus den Quoten der Buchmacher für Darmstadt - Bielefeld rückschließen, dass sie mit ca. 1,25 Toren für Darmstadt und 1,1 Toren für Bielefeld rechnen. Das heißt, wenn das Spiel 100mal stattfinden würde, sollte am Ende eine Bilanz von ungefähr 125:110 stehen.
Natürlich kann das einzelne Spiel trotzdem auch 0:0 oder 3:5 ausgehen, aber du kannst mit diesen Werten eben die Wahrscheinlichkeiten berechnen. Das geht mithilfe der Poisson-Verteilung.
Die erwarteten Tore kann man in einem ersten Schritt aus den bisherigen Saisontoren berechnen. Das ist aber nur der erste grobe Schritt, bei dem man schon alle möglichen Dinge berücksichtigen muss (hier z. B., dass die Teams in verschiedenen Ligen gespielt haben). Ein verfeinertes Modell bezieht dann solche Dinge wie Anzahl der selbst kreierten und zugelassenen Torchancen oder andere Leistungswerte ein: Anteil der Fehlpässe, Neigung zu roten Karten, verletzte Schlüsselspieler, Reisedauer für die Auswärtsmannschaft, Anzahl der zuletzt in China umgefallenen Säcke Reis, was auch immer. Wichtig ist dabei natürlich, dass belegt ist, dass diese Dinge tatsächlich etwas vorhersagen können, d.h. dass sie in der Vergangenheit aussagekräftige Indikatoren für die Teamstärke waren. Am Ende steht dann ein Regressionsmodell, das du mit den Ausgangsdaten fütterst und das dir dann Wahrscheinlichkeiten ausspuckt; diese solltest du dann noch anhand von Informationen, die sich kaum ins Modell einbinden lassen, weil sie nur schwierig in Zahlen auszudrücken sind (z. B. dass ein Team möglicherweise gegen den Trainer spielt), präzisieren.
Das Ganze ist ein richtiges Wissenschaftsfeld und es gibt jede Menge Blogartikel und auch Bücher dazu. Ein typischer Artikel, den ich dazu mal gelesen habe, klassifiziert Schüsse aufs Tore danach, aus welcher Entfernung und Lage sie abgegeben waren, um einzuordnen, wie wahrscheinlich ein Tor in der Situation war. Damit kann man dann differenzieren, ob die 10 Schüsse aufs Tor, die ein Team hatte, wirklich torgefährlich waren oder alles Schüsse in den zweiten Rang aus 30 Metern. Auf dem Niveau bewegt sich das Ganze. Dazu brauchst du natürlich unglaublich viele genau Spieldaten, die es normalerweise nur käuflich zu erwerben gibt, und unglaublich viel Zeit, und unglaublich viel statistisches Fachwissen.
Das war ein gaaanz kurze Zusammenfassung der Aufgabe, die da vor dir stehen würde. Immer noch Interesse? ;-D