La teoria della stima è un ramo della statistica e dell'elaborazione numerica dei segnali che ha come obiettivo la stima di parametri, scalari o vettoriali, a partire da dati misurati/empirici, la cui distribuzione è influenzata dai valori effettivi assunti da tali parametri. Uno stimatore è una funzione deterministica dei dati misurati, che, in relazione ad un determinato criterio di ottimalità, assume il valore del parametro stimato.
Un classico problema di stima, in ambito radar, è quello di stimare la posizione di un bersaglio analizzando il segnale ricevuto, influenzato non solo dagli echi di ritorno dal bersaglio, ma anche dal rumore termico o da altri fenomeni aleatori di disturbo. Tali disturbi introducono incertezza, senza la quale il problema sarebbe deterministico e non vi sarebbe alcuna necessità di stima.
La teoria della stima si divide in due branche: stima puntuale e stima intervallare.
Esempi di stimatori sono: la media campionaria (stimatore della media della popolazione), la varianza campionaria (stimatore della varianza della popolazione)...
