Transformasi paket wavelet merupakan pengembangan dari dekomposisi untuk transformasi wavelet. Aproksimasi dan detail sinyal yang didapatkan transformasi wavelet pada tiap level akan lebih didekomposisi oleh transformasi paket wavelet, jadi hasil dengan resolusi yang lebih tinggi dalam domain waktu dan frekuensi dapat diperoleh. Berdasarkan teori paket wavelet tradisional, sinyal transformasi paket wavelet x(t) didefinisikan sebagai berikut :

dimana μn(t) adalah fungsi paket wavelet, j adalah banyaknya level dekomposisi, atau disebut juga parameter skala, p adalah parameter posisi, n adalah banyaknya channel, S adalah level dekomposisi maksimum. Untuk sinyal x(t), setelah didekomposisi dengan transformasi paket wavelet, 2S sequence dapat diperoleh pada level ke-S.
Algoritma dekomposisi cepat yang sesuai untuk transformasi paket wavelet semacam ini yaitu

dimana h(i) dan g(i) adalah koefisien wavelet quadrature mirror filter (QMF). Persamaan disamping adalah formula dekomposisi transformasi paket wavelet, dan pada aplikasi teknik transformasi paket wavelet, seperti ekstraksi fitur untuk sinyal heart rate variability (HRV) dan sinyal electroencephalogram (EEG), dan beberapa aplikasi lain. Karakteristik yang terdapat pada formula ini adalah downsampling, yang berarti ketika menghitung sequence pada level (j+1), untuk sequence data pada level ke-j, hanya data yang berada pada posisi genap dapat disampelkan untuk menghitung sequence pada level ke-(j +1). Jadi dibandingkan dengan panjang sequence pada level ke-j, sequence yang ada pada level ke-(j+1) akan berkurang setengahnya. Sebagai contoh, jika panjang sinyal original adalah 1024, maka setelah dekomposisi transformasi paket wavelet dilakukan, panjang dari sequence pada level pertama akan berkurang menjadi 512, dan pada level kedua akan berkurang menjadi 256, dan seterusnya. Penurunan panjang pada transformasi paket wavelet bisa jadi sangat berguna pada domain kompresi data, tetapi sangat sempit dalam domain kesalahan diagnosis. Karena untuk mendapatkan hasil diagnosis yang reliable, sequence pada level terakhir akan dianalisa lebih lanjut, tetapi pendeknya panjang sequence tersebut akan membuat pertentangan pada analisis yang lebih lanjut. Sebagai contoh, untuk mendapatkan hasil akurasi fast Fourier Transform (FFT) dari sequence dengan resolusi frekuensi tinggi, pada umumnya panjang dari sequence yang dibutuhkan setidaknya lebih dari 64. Misalkan panjang dari sinyal original adalah 1024, dan level dekomposisi maksimalnya adalah S = 5, maka setelah dekomposisi, untuk sequence yang berada pada level kelima, panjangnya akan berkurang hingga 32, dan panjangnya terlalu pendek sehinggai hasil FFT dengan resolusi frekuensi tinggi tidak bias diperoleh. Disamping itu, sangat sulit untuk mengobservasi fitur bentuk gelombang dari sequence tersebut untuk panjang sequence yang terlalu pendek. Untuk menganalisa lebih jauh sequence pada level terakhir atau mengobservasi fitur bentuk gelombangnya, satu-satunya cara adalah dengan melakukan perhitungan rekonstruksi. Formula rekonstruksi untuk transformasi paket wavelet adalah :

Berdasarkan downsampling pada formula dekomposisi, karakteristik dari rekonstruksi ini adalah upsampling, yaitu sebelum menghitung xn,jp, untuk sequence x2n,j+1k dan x2n+1,j+1k, sebuah nol akan diselipkan antara setiap dua data yang berdekatan pada dua sequence tersebut. Dengan tujuan dari operasi rekonstruksi ini, panjang dari sequence pada level terakhir akan men-recover sinyal original, sehingga analisis yang lebih jauh untuk sequence tersebut dapat berjalan. Dalam beberapa penelitian, untuk menyatakan fitur pada hasil dekomposisi transformasi paket wavelet, operasi rekonstruksi transformasi paket wavelet harus dilakukan sehingga hasil dekomposisi dapat memperoleh kembali panjang yang sama dengan sinyal original dan kemudian fitur dapat jelas ditampilkan.