模擬訊號處理(英語:analog signal processing)是指對連續模擬訊號採用模擬處理(與通過數碼處理進行訊號處理的離散數碼訊號處理相對)的方法的任何訊號處理過程。「模擬」意味着數學上是值域連續的。這與使用一系列離散量來表示訊號的「數碼」不同。模擬值通常表示為電子設備中的電壓、電流或器件周圍的電荷。影響這種物理量的誤差或噪聲,都將表示為對應的訊號的誤差和噪聲。
模擬訊號處理的例子包括揚聲器分頻器,音響上的「低音」、「高音」和「音量」控制,和電視上的「色調」控制。常見的模擬處理元件包括電容器、電阻器、電感器和電晶體。