С помощью спектрального анализа можно охарактеризовать частотный состав исследуемого временного ряда. При оценке спектрального состава сигнала важную роль играют методы статистики, поскольку в общем случае сигналы, спектры которых оцениваются на практике, имеют шумовой, или случайный характер.
Математической основой, которая связывает временной сигнал с его представлением в частотной области, является преобразование Фурье. Это преобразование играет важную роль не только как инструмент получения спектрального состава сигнала, но также как необходимый промежуточный этап при вычислении некоторых характеристик, в частности, функции спектральной плотности, которая будет рассмотрена в этой главе.