La teoría de la detección de señales explica cómo las personas detectan estímulos débiles en condiciones de incertidumbre. Esta teoría distingue entre la sensibilidad real y el criterio de decisión que adopta la persona.

En cada ensayo, el estímulo puede estar presente o no. El observador responde «sí» o «no». Se contabilizan los aciertos, los errores, las falsas alarmas y los rechazos correctos. La sensibilidad (d′) refleja la capacidad de distinguir la señal del ruido; el criterio refleja la predisposición del observador a responder «sí». Un criterio permisivo produce más aciertos y más falsas alarmas; un criterio conservador produce menos de ambos.

Esta teoría se aplica al funcionamiento del radar, al diagnóstico médico, a la identificación de testigos presenciales y a cualquier situación en la que sea necesario distinguir una señal débil del ruido de fondo. Demuestra que la detección no es una simple cuestión de umbral, sino un proceso de decisión influenciado por las expectativas, las recompensas y la experiencia. El entrenamiento y la retroalimentación pueden mejorar tanto la sensibilidad como la idoneidad del criterio.

El hecho de que se informe o no de una señal débil depende tanto de la solidez de la evidencia como de la disposición del observador a decidir que existe.