Một martingale Doob (còn gọi là martingale Levy) là một quá trình ngẫu nhiên tính giá trị của một biến ngẫu nhiên và có tính chất martingale theo một bộ lọc cho trước. Nó có thể được xem là giá trị xấp xỉ của một biến ngẫu nhiên dựa vào thông tin tích lũy được cho tới một thời điểm nhất định.