Trong xử lý tín hiệu thống kê và vật lý, mật độ phổ, mật độ phổ công suất (PSD), hoặc mật độ phổ năng lượng (ESD), là một hàm thực và dương theo biến tần số gắn với các quá trình ngẫu nhiên dừng, hoặc hàm xác định theo thời gian, có thứ nguyên là công suất trên Hz, hoặc năng lượng trên Hz. Nó thường được gọi đơn giản là phổ của tín hiệu. Qua trực giác, mật độ phổ giữ lại phổ tần suất của quá trình ngẫu nhiên và giúp nhận dạng tính tuần hoàn.Trong vật lý, tín hiệu thường là sóng, chẳng hạn như sóng điện từ, dao động ngẫu nhiên, hoặc sóng âm. Mật độ phổ của sóng, khi được nhân với một hệ số thích hợp, sẽ bằng công suất được mang bởi sóng, trên một đơn vị tần số, được gọi là mật độ công suất (PSD) của tín hiệu. Mật độ phổ công suất thường được biểu diễn theo watt trên hertz (W/Hz) hoặc dBm/Hz.Đối với tín hiệu điện áp, người ta thường dùng đơn vị V2 Hz−1 cho PSD và V2 s Hz−1 cho ESD hoặc dBμV/Hz...