Sinyal ve gürültü teorisi, sinyallerin iletimi ve işlenmesinde gürültü kavramının önemini ve bu gürültünün nasıl modellendiğini inceleyen bir alandır. Gürültü, sinyal iletiminde istenmeyen bileşen olarak kabul edilir, ancak aslında oluştuğu sistemin doğal yapısı hakkında bilgi barındırır. Gürültü teorisi, aşağıdaki konuları kapsar: Gürültü türleri: 1/f gürültüsü, beyaz gürültü, periyodik ve sözde periyodik bileşenler gibi çeşitli gürültü modellerinin incelenmesi. Parametre kestirimi: Gürültü sinyallerinin istatistiksel özelliklerinin (güç spektral yoğunluğu, dağılım ve zamansal korelasyonlar) matematiksel modeller ve algoritmalar aracılığıyla taklit edilmesi. Gürültü etkisinin azaltılması: Sinyal-gürültü oranını artırmak ve parazitleri en aza indirmek için gürültü engelleme algoritmalarının geliştirilmesi. Sinyal belirleme teorisi ise, gürültünün sinyalin algılanması üzerindeki etkisini ve bu durumun tepki yanlılığına nasıl yol açtığını araştırır.