Die Signalentdeckungstheorie erklärt, wie Menschen unter Unsicherheit schwache Reize wahrnehmen. Sie trennt die tatsächliche Empfindlichkeit von dem Entscheidungskriterium, das eine Person anwendet.

In jedem Durchgang kann ein Reiz vorhanden sein oder nicht. Der Beobachter antwortet mit „Ja“ oder „Nein“. Treffer, Fehlalarme und korrekte Zurückweisungen werden gezählt. Die Sensitivität (d′) gibt an, wie gut das Signal vom Rauschen unterschieden werden kann; das Kriterium spiegelt die Bereitschaft des Beobachters wider, „Ja“ zu sagen. Ein liberales Kriterium führt zu mehr Treffern und mehr Fehlalarmen; ein konservatives Kriterium zu weniger von beidem.

Die Theorie findet Anwendung im Radarbetrieb, in der medizinischen Diagnostik, bei der Zeugenaussage und in allen Situationen, in denen ein schwaches Signal vom Hintergrundrauschen unterschieden werden muss. Sie zeigt, dass Detektion nicht allein von der Schwellenwertbestimmung abhängt, sondern ein Entscheidungsprozess ist, der von Erwartungen, Nutzen und Erfahrung beeinflusst wird. Training und Feedback können sowohl die Sensitivität als auch die Angemessenheit des Kriteriums verbessern.

Ob ein schwaches Signal gemeldet wird, hängt sowohl von der Stärke der Beweise als auch von der Bereitschaft des Beobachters ab, anzunehmen, dass es vorhanden ist.