信号情报，由国防部定义为“所有通信情报、电子情报、外国设备信号以个体或者组合方式一起构成的情报，但是被传输的”。它包括三类组成：通信情报（COMINT）、电子情报（ELINT）和外国仪器信号情报（FISINT）。

通信情报是通过对外国政府或组织的电子通讯进行拦截、处理和分析而得的情报。这些通信在传统上（通常明确地）排除了无线电和电视广播；如今，它们不包括社交媒体网站上的留言。通信可以采用多种形式——声音（通过电话、标准或更先进的移动电话，黑莓设备、卫星电话、无线电电话和对讲机进行传输），互联网、莫尔斯密码或者传真——可能被不受阻碍地进行加密或传输。

电子情报搜集行动从军用和民用硬件中收集非通信的信号，不包括那些来自原子爆轰的信号。电子情报最早的目标是第二次世界大战空中国防系统。这个目标是收集足够的信息以识别雷达的位置和操作特征，然后在轰炸袭击期间（通过直接攻击或电子对抗）规避和压制它们。

虽然逻辑上外国仪器信号情报是电子情报的一个子类别，但几年前颁布的法令中界定了外国仪器信号情报属于信号情报的组成部分，与通信情报和各类电子情报处于平等的位置。外国仪器信号是与军用或民用航空航天、地面和地下系统的测试和行动相关的电磁排放。这类信号包括，但不局限于遥测、信标、电子审问、追踪/融合/瞄准指挥系统和视频数据链接的电磁排放。

外国仪器信号情报中的一个子类别是遥测情报（TELINT）。遥测是导弹或导弹组成部分在试飞期间发回状态数据所使用的信号组。被拦截的遥测情报提供的数据，能够被用于估算特定导弹所携带的弹头数量，其有效载荷和发射重量以及弹头的可能尺寸和引导导弹从分导飞行器到目标的精准度。通信信号或电子信号之所以易于拦截和解读，其中有三个主要因素：传输的手段、使用的频率和用于隐藏信号意义不被未授权人员所知的加密（或者说因为缺乏）。通信传输技术的变革造成了通信信号对拦截的易感性，也导致了对应的拦截技术的发展。苏联和其他受到关注的国家在长距离战略通信中使用的高频通信促使美国部署了天线系统，例如AN/FLR-9“象笼”（Elephant Cage）系统组成的“铁马”（IRON HORSE）网络，位于欧洲和亚洲的众多地点，都是信号从大气反射后的到达处。随着二战结束和通信技术的变革，美国除保留一个以外，已经关闭了全部系统。

使用微波信号的通信系统与高频通信不同，不会从大气层反射回来，而是泄露到太空中，它的出现将不可避免地带来拦截的其他方法。微波信号可用两种方法拦截：（1）在连接两座微波塔的隐线附近的地面站，（2）太空搜集系统，只要传输区域在该系统的覆盖区域内。同理，太空系统也能够拦截泄露到太空中的甚高频（VHF）和超高频（UHF）通信。

通过追踪上传链接（uplink）或下传链接（downlink），卫星传输的通信也能被拦截。外国国内和国际通信对卫星系统的使用，致使美国和其他国家建立起大型项目，以拦截通过卫星传输的通信。通过将碟形卫星天线放置在合适的位置，技术人员能够拦截到巨大的通讯流量。虽然地面站天线能极为精准地将信号传送至卫星，但由于卫星天线较小，它们传送到地球的信号就无法精细聚焦，可能会覆盖几百平方英里。

通过电缆传输的通信或其他信号无法从空中获取，也不会泄露到太空中。对电缆通讯的拦截包括物理接入电缆，或将“感应”装置放在电缆的邻近处并使设备保持在接入点。这个方法对坚固而防守严密的内部陆上通信线可能毫无用处——这类线路传输的是极高优先的秘密指挥和控制通信。另一种可能性是当电缆从海面转换到陆地时，在相关通信公司或国家的合作下，能找到接入点。

无线电是最传统的传输信号方式，包括通讯、导弹遥测和外国仪器信号。拦截无线电信号的可行性通常取决于它们的传输频率和地理位置。以较低频率（极低频、甚低频、低频和高频）传输的消息从大气反射后会通过很长的距离，传下来的位置会远离发送位置和计划的接收位置。

与此相反，以较高频率发送的数据会“泄露”到整个大气层并进入太空。要拦截这类信号，拦截站必须要在无线电通信的瞄准线内。因此地球曲率使得从地基站点进行监控变得不可行。几年前，中央情报局主管情报的前副局长塞尔·史蒂文斯写道，位于萨雷沙甘的苏联弹道导弹防御测试中心“在苏联的深腹部，难于从边境沿线的外围情报收集站点进行监控……而从这些外部监控位置能够很好地实施低于无线电地平线的萨雷沙甘飞行行动”。