Para o processamento dos sinais que são emitidos, e para análise dos sinais recebidos, as Antenas Inteligentes fazem uso de algoritmos que são responsáveis por adaptar o sinal, visando a máxima eficiência da comunicação.

Esses algoritmos são conhecidos por "Algoritmos de Adaptação de Pesos", onde o termos "Pesos" equivale a valores numéricos que são calculados pela Antena e utilizados para ajustes no sinal processado.

A unidade de processamento de sinal é a responsável por identificar o usuário, separá-lo dos demais usuários e ajustar o sinal obtido com a transmissão. A base da Antena, por sua vez, tem as seguintes atribuições, que são executadas em sequência: estimar a direção de chegada de todos os componentes emissores/receptores do meio; determinar se o sinal proveniente de uma certa direção é o sinal desejado, ou se é uma fonte de interferência; computar os pesos para a Antena, de modo que a razão entre o sinal gerado e o ruído do meio seja máxima.

Os Algoritmos de Adaptação são modelados para processar e executar as séries de instruções citadas acima. Há 3 divisões principais de algoritmos, que estão mostrados abaixo:

1. Algoritmos de Referência Temporal ("Temporal Reference Algorithms") (TR) - algoritmos TR são baseados no conhecimento prévio da estrutura de tempo de partes do sinal recebido. As sequências de formação de sistemas 2G e 3G, por exemplo, satisfazem a essa condição. O receptor ajusta os pesos de tal maneira que a diferença entre o sinal de saída e a sequência de formação conhecida seja mínima. Os mesmos pesos são então usados para a recepção dos dados transmitidos.
2. Algoritmos de Referência Espacial ("Spatial Reference Algorithms") (SR) - algoritmos SR estimam a direção de chegada de ambos os sinais: o desejado e o causador de interferência. Eles se baseiam no prévio conhecimento da geometria física da antena. Na maioria dos sistemas de comunicações móveis, o tempo que uma frente de onda leva para atravessar a antena é muito menor que um bit de intervalo. Assim, a suposição de banda estreita para antenas se torna válida e fica possível estimar os atrasos de tempo da onda entre os elemento de antena como mudanças de fase. O algoritmo precisa de informações adicionais para o cálculo da direção de chegada de cada um dos sinais. Após a identificação do usuário, esses sinais podem ser separados e detectados.
3. Algoritmos Cegos ("Blind Algorithms") (BA) - em vez de se basear em sequências de formação ou propriedades do receptor, os algoritmos cegos também podem ser aplicados para adaptação de pesos. Basicamente, esses algoritmos tentam extrair do sinal recebido a resposta do canal e os dados transmitidos, sendo que esses dois são desconhecidos. Essa tentativa de reconhecimento ocorre nos elementos da antena e, mesmo que estes não conheçam os bits atuais, os algoritmos cegos utilizam informações adicionais sobre a estrutura do sinal transmitido. Caso sequências de formação sejam usadas em combinação aos algoritmos cegos, estes passam a se chamar "Algoritmos Semi-cegos", e apresentam performance superior aos algoritmos TR e BA isolados. Atualmente, os algoritmos cegos e semi-cegos requerem um alto elevado tempo computacional para ser empregado em tempo real. Porém os algoritmos semi-cegos já apresentam avanços e estão mais perto de serem usados em tempo-real.