Разностное уравнение, описывающее связь между входным и выходным сигналами фильтра: 
где P — порядок фильтра, x(n) — входной сигнал, y(n) — выходной сигнал, а bi — коэффициенты фильтра. Иными словами, значение любого отсчета выходного сигнала определяется суммой масштабированных значений P предыдущих отсчетов. Можно сказать иначе: значение выхода фильтра в любой момент времени есть значение отклика на мгновенное значение входа и сумма всех постепенно затухающих откликов P предыдущих отсчетов сигнала, которые всё ещё оказывают влияние на выход (после P-отсчетов импульсная переходная функция становится равной нулю, как уже было сказано, поэтому все члены после P-го тоже станут равными нулю). Запишем предыдущее уравнение в более ёмком виде:
Для того, чтобы найти ядро фильтра положим
x(n) = δ(n)
где δ(n) — дельта-функция. Тогда импульсная характеристика КИХ-фильтра может быть записана как:
Z-преобразование импульсной характеристики даёт нам передаточную функцию КИХ-фильтра:
