Ce cours est issu d'un enseignement donné depuis 2004 au sein du MASTER de Mathématiques d'Orléans et s'adresse des mathématiciens désireux de connaître les techniques de base de traitement du signal. A contrario, il peut aussi intéresser des spécialistes de traitement du signal qui souhaitent avoir un point de vue mathématique sur les outils qu'ils utilisent fréquemment. Cet ouvrage se veut donc une introduction à la discipline plus qu'un ouvrage pointu destiné à des spécialistes du domaine. Nous avons souhaité donner de nombreuses applications tout au long de l'ouvrage et proposons comme tout livre de "cours" qui se respecte quelques exercices ou sujets de travaux pratiques. Nous nous sommes volontairement placés dans un cadre unidimensionnel : les différents concepts (notion de fréquence, transformation de Fourier, transformation en ondelettes, etc. ) sont génériques et plus faciles présenter dans ce contexte.