Formelt sett er Kalmanfilteret en rekursiv tilstandsestimator til en prosess som er forutsatt påvirket av stokastiske (tilfeldige) forstyrrelser og av stokastisk (tilfeldig) støy (herunder hvit støy (normalfordelt)). Det finnes flere varianter av Kalmanfilteret (utvided Kalmanfilter, EKF, UKF og flere), men i utledningene under brukes den opprinnelige versjonen utviklet av Rudolf (Rudy) E. Kálmán som er beregnet for bruk på lineære systemer.