卷積是通過兩個函數f和g生成第三個函數的一種數學運算，其本質是一種特殊的積分變換，表徵函數f與g經過翻轉和平移的重疊部分函數值乘積對重疊長度的積分。卷積可以被看作是“滑動平均”的推廣，也可以被理解爲對信號進行濾波，即用衝擊函數表示激勵函數，然後根據衝擊響應求解系統的零狀態響應。
卷積在許多領域都有廣泛的應用，如電子工程與信號處理、統計學、光學、物理學、圖像處理等。在電子工程與信號處理中，卷積常用於計算線性時不變系統對輸入信號的響應；在圖像處理領域，卷積常用於平滑濾波、圖像去噪、邊界檢測等任務。此外，在卷積神經網絡中，卷積操作是一種特殊的線性變換，通過卷積核（濾波器）在輸入數據上進行滑動，實現特徵的共享和抽象，從而使得網絡對輸入數據的變化更加魯棒和準確。