Pemprosesan isyarat digital atau DSP (digital signal processing) ialah kajian mengenai isyarat dalam bentuk digital dan cara pemprosesan isyarat ini. DSP dan pemprosesan isyarat analog merupakan salah satu bidang pemprosesan isyarat. DSP mempunyai tiga cabang utama: pemprosesan isyarat audio, pemprosesan imej digital dan pemprosesan pertuturan.Kerana tujuan DSP ialah untuk mengukur atau menapis isyarat analog dunia-sebenar yang berterusan, langkah pertama biasanya ialah menukar isyarat dari bentuk analog kepada digital, dengan menggunakan penukar analog ke digital (ADC). Selalunya, isyarat keluaran yang dikehendaki adalah dalam bentuk analog juga, jadi penukar digital ke analog (DAC) diperlukan.Algoritma yang diperlukan DSP kadangkala dilakukan oleh komputer khas, yang menggunakan mikropemproses khas yang dipanggil pemproses isyarat digital (juga dipendekkan sebagai DSP). Komputer ini memproses isyarat dalam masa-nyata.