Si definisce processo stocastico una famiglia di [[variabile casuale|variabili aleatorie]] <math>\{X(t), t \in T \subseteq \RR_+\}</math> dipendenti dal tempo <big><math>t</math></big>, definite su un unico [[spazio campionario|spazio campione]] <bigmath>Ω{\Omega}</bigmath> finito e che assumono valori in un insieme definito ''spazio degli stati del processo''. Un processo stocastico è quindi un insieme di funzioni che evolvono nel tempo (le cosiddette ''funzioni campione'' o ''realizzazioni''), eognuna chesonodelle associatequali ognunaè associata ad un determinato elemento dello spazio campione, così che il risultato di un esperimento casuale corrisponde di fatto all'estrazione di una di queste funzioni.<br />
Fissando un istante di tempo <math>t'</math>, ad esso corrisponderannocorrispondono valori generalmente differenti, ognuno associatorelativo ad una determinata realizzazione e quindi ad un elemento dello spazio campione: <math>\{X(t')\}</math> è allora una variabile aleatoria e rappresenta la "fotografia" del processo stocastico in un determinato istante, quindi, rispetto ad una semplice variabile aleatoria, esso fornisce anche un'informazione relativa all'evoluzione temporale.<br Per descrivere un processo aleatorio è sufficiente utilizzare la [[funzione di densità di probabilità|funzione di densità di probabilità congiunta]], o analogamente la [[Variabile_casuale#Distribuzione_di_probabilit.C3.A0|funzione di distribuzione di probabilità congiunta]], delle variabili <math>X(t_i)</math>.
Le situazioni descritte dalle variabili casuali sono dette [[stato di sistema|stati del sistema]] e vengono indicati per esempio con <math>S_0,S_1,S_2,\ldots</math>
