Цифровой фильтр – это устройство, преобразующее входную дискретную последовательность

в выходную

В реальных фильтрах для расчета очередного значения управляющей последовательности
в момент времени
используется конечное число прошлых значений входного и выходного сигналов, хранящихся в оперативной памяти:

Здесь
– некоторая функция своих переменных и
– целое число, называемое порядком фильтра. Чаще всего используют линейные законы управления, которые описываются формулой
,
где
и
– вещественные числа. Уравнение такого вида называют линейным разностным уравнением регулятора. Оно аналогично дифференциальному уравнению непрерывной системы, но входной и выходной сигналы изменяются в дискретном времени, т.е., определены только в моменты времени
.
Как и для линейных непрерывных систем, для описания линейных цифровых фильтров (линейных дискретных систем) можно использовать операторный метод. В литературе чаще всего используется оператор сдвига вперед 
,.
Обозначив через
обратный оператор, получим
и
. Тогда, перенося в левую часть все члены, зависящие от выходной последовательности, можно записать уравнение регулятора в операторной форме
.
Отношение

называется дискретной передаточной функцией цифрового фильтра. Таким образом, в операторной форме получаем
.
Фактически задача переоборудования сводится к тому, чтобы заменить передаточную функцию
непрерывного регулятора дискретной передаточной функцией цифрового фильтра
так, чтобы сохранить все существенные свойства системы.