Cet ouvrage se veut une présentation à la fois du support mathématique de la théorie du signal (au niveau de son enseignement en maîtrise de mathématiques appliquées ou des nouveaux programmes d'agrégation) et de l'implémentation pratique de cette théorie sous des environnements de calcul conviviaux tels MATLAB ou SCILAB. Réalisé à partir de la synthèse de notes de cours intégrés dispensés l'un à un auditoire d'étudiants mathématiciens, l'autre à un public d'étudiants ingénieurs, l'ouvrage est abondamment illustré par la présentation et le traitement de signaux-test, qui lorsqu'ils ne sont pas des signaux d'école, ont été empruntés au domaine de la turbulence, de l'analyse de la parole, et ont motivé, comme les méthodes d'analyse qui leur sont couplées, les travaux de thèse de plusieurs étudiants. Le lecteur pourra rapatrier tous les programmes (rédigés sous l'environnement MATLAB), ainsi que les signaux afférents à ce cours, sur le site Web de l'auteur. Outre le fait qu'il présente le bagage classique et incontournable qui constitue la base indispensable de tout cours de théorie du signal (analyse de Fourier, calcul symbolique), l'ouvrage se veut être aussi une invitation à la découverte de développements plus récents : analyse multi-résolution, ondelettes, compression de données, segmentation de la parole.