Rezonans stochastyczny jest zjawiskiem, występującym także w układach bistabilnych, poddanych działaniu szumu stochastycznego i słabego sygnału periodycznego. W określonych warunkach wzrost natężenia szumu może, paradoksalnie, prowadzić do większego uporządkowania (większego stopnia periodyczności) sygnału wyjściowego. W widmie mocy sygnału wyjściowego występuje wówczas pik na częstości wejściowego sygnału periodycznego, osiągający maksymalną wysokość przy niezerowym natężeniu szumu wejściowego. Podobne zjawisko obserwuje się przy zmianach parametru kontrolnego w układach chaotycznych z "bistabilnymi" atraktorami (na przykład układ Lorenza, Chua, układy chaotyczne po kryzysie połączenia atraktorów), pobudzanych słabym sygnałem okresowym. Rezonans stochastyczny zaobserwowano również w układzie nerwowym, zarówno na poziomie analizy sygnałów w kolumnach neuronalnych jak i poziomie skojarzeniowym.
Rezonans stochastyczny został zdefiniowany w roku aby wyjaśnić zjawisko periodycznego pojawiania się epok lodowcowych.