De signaaldetectietheorie verklaart hoe mensen zwakke prikkels waarnemen onder onzekere omstandigheden. Het onderscheidt de werkelijke gevoeligheid van het beslissingscriterium dat een persoon hanteert.

Bij elke proef kan er al dan niet een stimulus aanwezig zijn. De proefpersoon antwoordt met "ja" of "nee". Het aantal correcte detecties, gemiste detecties, valse alarmen en correcte afwijzingen wordt geteld. De sensitiviteit (d′) geeft aan hoe goed het signaal van ruis kan worden onderscheiden; het criterium geeft aan hoe bereid de proefpersoon is om "ja" te zeggen. Een ruim criterium leidt tot meer correcte detecties en meer valse alarmen; een conservatief criterium leidt tot minder van beide.

De theorie is van toepassing op radarsystemen, medische diagnoses, ooggetuigenidentificatie en elke situatie waarin een zwak signaal moet worden onderscheiden van achtergrondruis. Het laat zien dat detectie geen simpele kwestie van drempelwaarde is, maar een besluitvormingsproces dat wordt beïnvloed door verwachtingen, opbrengsten en ervaring. Training en feedback kunnen zowel de gevoeligheid als de geschiktheid van het criterium verbeteren.

Of een zwak signaal wordt waargenomen, hangt af van zowel de sterkte van het bewijs als de bereidheid van de waarnemer om te accepteren dat het er is.