全课程共分七章，依次为统计信号处理中的基本数学知识、随机信号与系统、噪声中的信号检测、非参量检测与稳健检测、信号估计理论、最佳线性滤波基本理论波形估计和阵列信号处理。本课程是为信息科学技术领域高年级本科生和研究生的学习需求而写的，也可供从事科研和技术开发的人员参考。
无论是在人类社会还是在自然界里，信息无处不在、无时不在.信号既是表现信息的形式，也是人类理解信息的桥梁.而获取信息是通过对信号的分析和处理来实现的.因此信号分析与处理就是十分重要.它已经成为一个专门的研究领域，理论和技术成果应用非常广泛.[1] 
对确定信号的分析与处理已在其他课程中介绍.本课程则是论述对随机信号的分析与处理.由于对随机信号的分析与处理需要大量的统计理论，因此通常将对随机信号的分析与处理称为统计信号处理.
随机信号是普遍存在和千变万化的，对它的分析与处理的研究也是无穷无尽的.世界上许多大学、研究所和企业集中了一大批科研工作者和工程技术人员，他们把毕生的精力投入到统计信号处理理论和技术的研究、产品研发中去，极大地提高了人类的生活质量，增强了人类的认知能力，推动了社会的发展.读者只需稍加留心就会注意到国内外有大量的学术刊物、学术会议涉及统计信号处理.统计信号处理不但为通信、雷达、声纳、自动控制等领域提供理论基础和技术支持，而且还是天文学、地震学、气象学、生物物理学、医学、经济学研究与应用中的重要工具.[