A base para a teoria de detecção de sinal é que virtualmente todo raciocínio e tomada de decisão gira em torno de algum aspecto da incerteza. Ele examina os órgãos sensoriais de um organismo para decifrar fontes precisas e definir como as criaturas vivas detectam os sinais. A abordagem da teoria de detecção de sinal é quantificar a capacidade de discernir entre padrões baseados em informações e padrões caóticos que desviam a atenção das informações.
De acordo com a teoria de detecção de sinal, existem vários determinantes de como um organismo detecta um sinal e onde seus níveis de limiar ocorrem. A teoria da detecção de sinais oferece uma linguagem específica e notação gráfica para analisar a tomada de decisão diante da incerteza. A teoria explica como os organismos detectam sinais que afetam seus ouvidos, olhos, nariz, pele e outros órgãos sensoriais.
A teoria de detecção de sinal é uma medida estatística projetada para localizar um sinal contra um ruído de fundo. A teoria tem aplicações diretas em relação à análise sensorial ou experimentos, junto com um meio de analisar diferentes tipos de problemas de decisão.
Basicamente, a teoria de detecção de sinal analisa dois estados possíveis para um sinal: ausente ou presente. Esses estados são influenciados pela fonte de estimulação, o detector e o nível de ruído de fundo. Por exemplo, detectar ruído em uma sala vazia é mais fácil do que detectar ruído em um restaurante lotado.