採樣定理是信息論和信號處理學科中的一箇基本概念，它描述瞭如何將連續時間信號（模擬信號）轉換爲離散時間信號（數字信號）的過程。該定理由E.T. Whittaker、Kotelnikov、Shannon等人提出，其中Shannon的貢獻最爲著名，因此有時也被稱爲香農採樣定理或奈奎斯特採樣定理。
採樣定理的核心是採樣頻率與信號頻譜之間的關係。它指出，如果信號的帶寬（即信號中的最高頻率）小於奈奎斯特頻率（採樣頻率的一半），那麼這些離散的採樣點就能夠完全表示原始的連續信號。如果採樣頻率不夠高，可能會導致信號混疊，即高頻信號與低頻信號混雜，從而無法準確重建原始信號。
採樣定理在數字式遙測系統、時分制遙測系統、信息處理、數字通信和採樣控制理論等領域有着廣泛的應用。它爲採樣率建立了一箇足夠的條件，確保離散採樣序列能夠捕獲有限帶寬的連續時間信號中的所有信息。