微弱信號不僅意味著信號的幅度小，而且主要指被噪聲淹沒中的信號。為了檢測被背景噪音淹沒的信號，就需要分析噪聲產生的原因和規律，研究被測信號的特點、相關性以及噪聲的統計特性，以尋找出從背景噪聲中檢測有用信號的方法。因此，微弱信號檢測技術的首要任務是提高信噪比。它不同于一般的檢測技術，它注重的不是傳感器的物理模型和傳感原理、相應的信號轉換電路和儀表實現方法，而是如何抑制噪聲和提高信噪比。由于被測量的信號微弱，傳感器的固有噪聲、放大電路及測量儀器的固有噪聲以及外界的干擾噪聲往往比有用信號的幅度大得多，放大被測信號的過程同時也放大了噪聲，而且必然還會附加一些額外的噪聲，因此只靠放大是不能把微弱信號檢測出來的。只有在有效地抑制噪聲的條件下增大微弱信號的幅度，才能提取出有用的信號。
為了表征噪聲對信號的淹沒程度，引入信噪比SNR來表示，它指的是信號的有效值S與噪音的有效值N之比。
而評價一種微弱信號檢測方法的優劣，經常采用兩種指標：
一種是信噪改善比SNIR，它等于系統輸出端的信噪比oSNR和系統輸入段 iSNR之比。SNIR越大，表明系統抑制噪聲的能力越強。
另一個指標是檢測分辨率，指的是檢測儀器指示值可以響應與分辨的 小輸入值的變化值。檢測分辨率不同于檢測靈敏度，后者表示的是檢測系統標定曲線的斜率，定義為輸出變化量y?與引起y?的輸入變化量x?之比。一般情況下，靈敏度越高，分辨率越好。但提高系統的放大倍數雖可提高靈敏度，但卻不一定能提高分辨率，因為分辨率要受噪聲和誤差額制約。
