噪声信号是相对于特定信息需求而言的，其
频率、
振幅、
相位都是随机的，它有一个重要特性就是其瞬时振幅与时间的关系服从正态分布：。噪声信号虽然是不完美的信号，但还是有价值的，从所有的关联状态和信号实现中得到的噪声信号仍包含着有效的信息。
与噪声信号共存的是有用信号。多次平行量测得到的有用信号是频率、振幅、相位都相同的。这样，其振幅就可以进行线性加和，即，其中A是n个有用信号加合后的振幅，是第i个有用信号的振幅。
有用信号与噪声信号有很大区别。当n次有用信号进行叠加时，有用信号的振幅以n倍的速度增加而噪声信号只是以的速度增加。故而相对而言，有用信号是一种大方差信号，而噪声信号则是小方差信号，它们的区别是进行数据处理的理论基础。