การประมวลผลภาพดิจิทัล (อังกฤษ: digital image processing) เป็นสาขาที่กล่าวถึงเทคนิคและขั้นตอนวิธีต่าง ๆ ที่ใช้การประมวลผลภาพที่อยู่ในรูปแบบดิจิทัล (ภาพดิจิทัล)ภาพในที่นี้ รวมความหมายถึงสัญญาณดิจิทัลใน 2 มิติอื่น ๆ โดยทั่วไปคำนี้เมื่อใช้อย่างกว้าง ๆ จะครอบคลุมถึงสัญญาณวิดีโอ (video) หรือภาพเคลื่อนไหว ซึ่งจะเป็นชุดของภาพนิ่ง เรียกว่า เฟรม (frame) หลาย ๆ ภาพต่อกันไปตามเวลา
วิดีโอสตรีม (video stream)
(เบื้องหลังภาพลีนา หรือ ภาพเลนา) ซึ่งก็คือสัญญาณ 3 มิติ เมื่อนับเวลาเป็นมิติที่ 3 หรือ อาจจะครอบคลุมถึงสัญญาณ 3 มิติอื่น ๆ เช่น ภาพ 3 มิติทางการแพทย์ หรือ อาจจะมากกว่านั้น เช่น ภาพ 3 มิติ และ หลายชนิด (multimodal image)