Geht von einem physikalischen Objekt eine Wirkung aus, die sich ausbreitet und mathematisch z.B. durch eine Funktion oder eine Zahlenfolge beschreiben läßt, dann spricht man von einem Signal.
Unter Signalanalyse versteht man die Chrakterisierung eines Signals durch eine Größe, die für das Signal typisch ist. Mathematisch bedeutet das: Die Funktion oder Zahlenfolge, die das Signal beschreibt, wird auf eine andere Funktion oder Zahlenfolge abgebildet, die die typische Eigenschaft des Signals besonders gut erkennen läßt. Bei solchen Abbildungen können allerdings auch Informationen verloren gehen.
Die Umkehrung der Signalanalyse, d.h. die Wiedergewinnung des Ausgangssignals, wird als Signalsynthese bezeichnet.
Der Zusammenhang zwischen Signalanalyse und Signalsynthese wird am Beispiel der FOURIER-Transformation besonders deutlich: Ein Signal f(t) (t Zeit) werde durch die Frequenzen 
, die in ihm enthalten sind, charakterisiert. Dann beschreibt die Formel (15.142a) die Signalanalyse, die Formel (15.142b) die Signalsynthese:
