ある線形系の出力で外乱を近似できるとき，その系を外乱モデルという．このような外乱の影響を受ける線形システムは外乱モデルを含む拡大系でモデル化できる．この拡大系に対する観測器が外乱観測器であり，状態と同時に外乱も推定できる．