Рассмотрены подходы к изучению случайных величин и случайных процессов, линейные системы, марковские процессы и случайные поля электромагнитного и оптического излучений. Особое внимание уделено методам стохастической радиофизики и оптики, применяемым в задачах дистанционного зондирования объекта исследования, недоступного для проведения контактных измерений в условиях помех и шумов, а также априорной неопределенности параметров и динамических уравнений, характеризующих развитие процессов во времени и пространстве. Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н. Э. Баумана. Для студентов 5-го курса, обучающихся по направлению магистерской подготовки «Техническая физика»; может быть полезно студентам и аспирантам.