پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) با نمایش سیگنال به وسیله توالی اعداد یا نشانه‌های پردازش چنین سیگنالی در ارتباط است. پردازش سیگنال دیجیتال و پردازش سیگنال پیوسته زیرمجموعه‌هایی از پردازش سیگنال هستند. DSP شامل زیردامنه‌های زیر می‌شود: صوت و پردازش سیگنال صحبت، پردازش سیگنال سونار و رادار، پردازش آرایه‌های حسگر، پردازش سیگنال آماری، پردازش تصویر دیجیتال، پردازش سیگنال برای مخابرات، کنترل سیستم‌ها، پردازش سیگنال بدن درمانی، و … می‌شود. که در این مقاله بیشتر رویکرد پردازش تصویر استفاده شده است

هدف DSP، معولاً اندازه‌گیری، فیلتر و فشرده سازی سیگنال‌های آنالوگ دنیای واقعی پیوسته‌است. اولین قدم در این راه تبدیل سیگنال از شکل آنالوگ به دیجیتال است، که به وسیله نمونه برداری توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) انجام می‌شود.