波束成形算法是智慧型天線和信號處理領域中的核心技術，主要用於調整信號接收或發射的方向性和靈敏度。這些算法可以分為不同的類別，包括：
基於方向估計的自適應算法。這類算法又可以分為兩種情況，其一是參考用戶信號方向已知，可以根據不同的準則（如線性約束最小方差、最大似然準則和最大信噪比等）計算自適應權值；其二是參考用戶信號方向未知，可以通過多信號分類（MUSIC）、旋轉不變技術信號參數估計（ESPRIT）等方法估計信號DOA。這類方法的優點是分析方便，但缺點包括運算複雜度高和對誤差敏感。
基於訓練信號或參考信號的方法。這類算法不需要估計信號到達方向，對天線結構限制較少，但存在的問題是發射訓練信號需要先驗載波和符號恢復，這在同信道干擾情況下較困難，且會降低頻譜利用率。
基於信號結構的波束形成方法。這類算法利用信號的時域特性計算權值，如恆模特性、有線集碼、循環平穩性和高階統計量等，對誤差較穩健，但缺點是收斂速度較慢。
非盲算法和盲算法。非盲算法通過發射訓練序列或導頻信號確定信道回響，然後調整權值，如最小均方（LMS）算法、直接矩陣求逆（DMI）算法和遞歸最小二乘（RLS）算法。盲算法不需要發射訓練序列或導頻信號，接收端使用自身傳送的信號作為參考信號進行估計和權值調整。
波束成形技術可以根據用戶信號在空間傳播的不同路徑形成最佳的方向圖，在不同到達方向上給予不同的天線增益，從而在指定方向上形成窄波束並壓低其他方向的旁瓣。此外，波束形成算法還可以分為模擬波束形成（ABF）和數字波束形成（DBF）兩種實現方式。