La base de la teoría de detección de señales es que prácticamente todo el razonamiento y la toma de decisiones giran en torno a algún aspecto de la incertidumbre. Examina los órganos sensoriales de un organismo para descifrar fuentes precisas y para definir cómo los seres vivos detectan señales. El enfoque de la teoría de detección de señales es cuantificar la capacidad de discernir entre patrones basados en información y patrones caóticos que distraen de la información.
De acuerdo con la teoría de detección de señales, hay varios determinantes de cómo un organismo detecta una señal y dónde tienen lugar sus niveles de umbral. La teoría de detección de señales ofrece un lenguaje específico y una notación gráfica para analizar la toma de decisiones ante la incertidumbre. La teoría explica cómo los organismos detectan señales que afectan sus oídos, ojos, nariz, piel y otros órganos sensoriales.
La teoría de detección de señales es una medida estadística diseñada para señalar una señal contra un fondo de ruido. La teoría tiene aplicaciones directas con respecto al análisis sensorial o experimentos, junto con un medio para analizar diferentes tipos de problemas de decisión.
En su núcleo, la teoría de detección de señales analiza dos estados posibles para una señal: ausente o presente. Estos estados están influenciados por la fuente de estimulación, el detector y el nivel de ruido de fondo. Por ejemplo, detectar ruido en una habitación vacía es más fácil que detectar ruido en un restaurante lleno de gente.