随机信号处理（random signal processing），工学-信息与通信工程-信号处理-离散随机信号处理，利用数字运算的方法，对随机信号进行变换、识别、估值、滤波等处理，以便于从中提取有用信息、削弱噪声影响、估计信号的特征参数，或变换成易于分析、识别的形式的技术。随机信号处理的理论基础是信号检测、估计和随机过程理论。通常随机信号具有平稳的各态历经特性，样本函数集平均可用某一样本函数的时间平均来代替。这种随机信号称为平稳随机信号。平稳随机信号的统计规律是确定的，即各个时间点上的随机变量的取值是服从某种确定的概率分布的，不随时间而变化，因而可通过统计平均特性（如均值、均方值、方差、概率密度函数、相关函数和功率谱密度函数等）来表征。随机信号是一种非确定性信号，未来的瞬时值无法用数学表达式或图表精确地预测。描述随机信号基本特征的两个重要参数是自相关函数和功率谱密度函数。随机信号的功率谱密度函数与自相关函数互为傅里叶变换的关系，这两个函数分别从频率域和时间域来表征随机信号的最本质的统计特征。功率谱按照实际观测的有限数据估计得到，因而与真实的功率谱值有差别。