في معالجة الإشارات الإحصائية، يهدف تقدير كثافة الطيف (أو ببساطة التقدير الطيفي) إلى تقدير كثافة الطيف (المعروفة أيضاً بكثافة القدرة الطيفية) لإشارة ما من خلال سلسلة من العينات الزمنية لهذه الإشارة. بشكل بديهي، تصف كثافة الطيف المحتوى الترددي للإشارة. أحد أغراض تقدير كثافة الطيف هو الكشف عن أي دوريات في البيانات، من خلال ملاحظة القمم عند الترددات المقابلة لهذه الدوريات.
تفترض بعض تقنيات تقدير كثافة الطيف أن الإشارة تتكون من عدد محدود (عادةً صغير) من الترددات المولدة بالإضافة إلى الضوضاء، وتسعى إلى تحديد موقع وكثافة الترددات المولدة. بينما لا تفرض تقنيات أخرى أي افتراض حول عدد المكونات وتسعى إلى تقدير الطيف المولد بأكمله.