Esta tesis presenta diversas contribuciones en los campos de la clasificación automática de texto, traducción automática y traducción asistida por ordenador bajo el marco estadístico. En clasificación automática de texto, se propone una nueva aplicación llamada clasificación de texto bilingüe junto con una serie de modelos orientados a capturar dicha información bilingüe. Con tal fin se presentan dos aproximaciones a esta aplicación; la primera de ellas se basa en una asunción naive que contempla la independencia entre las dos lenguas involucradas, mientras que la segunda, más sofisticada, considera la existencia de una correlación entre palabras en diferentes lenguas. La primera aproximación dió lugar al desarrollo de cinco modelos basados en modelos de unigrama y modelos de n-gramas suavizados. Estos modelos fueron evaluados en tres tareas de complejidad creciente, siendo la más compleja de estas tareas analizada desde el punto de vista de un sistema de ayuda a la indexación de documentos. La segunda aproximación se caracteriza por modelos de traducción capaces de capturar correlación entre palabras en diferentes lenguas. En nuestro caso, el modelo de traducción elegido fue el modelo M1 junto con un modelo de unigramas. Este modelo fue evaluado en dos de las tareas más simples superando la aproximación naive, que asume la independencia entre palabras en differentes lenguas procedentes de textos bilingües. En traducción automática, los modelos estadísticos de traducción basados en palabras M1, M2 y HMM son extendidos bajo el marco de la modelización mediante mixturas, con el objetivo de definir modelos de traducción dependientes del contexto. Asimismo se extiende un algoritmo iterativo de búsqueda basado en programación dinámica, originalmente diseñado para el modelo M2, para el caso de mixturas de modelos M2. Este algoritmo de búsqueda nos permite evaluar directamente la calidad de la traducción del modelo de mixturas de M2 en una tarea controlada y semiartificial, obteniendo mejoras estadísticamente significativas sobre el modelo M2 convencional. Además, estos tres modelos fueron sometidos a una amplia evaluación experimental llevada a cabo en dos tareas de referencia para la comunidad de traducción automática estadística. Estas dos tareas fueron utilizadas para evaluar la calidad de los alineamientos de estos modelos, así como la calidad de sus traducciones de forma indirecta. Los alineamientos fueron obtenidos como subproducto de los modelos M1, M2 y HMM, mientras que las traducciones fueron generadas por un sistema de traducción estadística basado en segmentos bilingües obtenidos a partir de estos alineamientos. Como resultado de esta evaluación, se obtuvieron mejoras que son estadísticamente significativas en la calidad de los alineamientos del modelo de mixturas de modelos M2 respecto al modelo M2 convencional. La evaluación de la calidad de la traducción desveló mejoras menores, pero sistemáticas en la calidad de la traducciones ofrecidas por estos tres modelos, logrando resultados a la altura del estado del arte para el modelo de mixturas de HMM. Por último, presentamos un sistema interactivo y predictivo de ayuda a la traducción basado en transductores estocásticos de estados finitos. Este sistema integra algoritmos de análisis eficientes para la corrección de errores y el cálculo de las mejores traducciones, que son adaptados e implementados para garantizar un tiempo de respuesta bajo, a la vez que se preserva una calidad de traducción adecuada. El sistema presentado fue evaluado automáticamente en dos corpora, uno de ellos consistente en una colección de manuales técnicos de usuario, y el otro formado por boletines de la Unión Europea. El primero de los corpora fue utilizado para una evaluación manual por agencias de traducción en el marco del proyecto europeo TransType2. Tanto la evaluación manual como la automática proporcionaron reducciones significativas en el esfuerzo necesario para traducir dichos textos, acelerando el proceso de traducción, y consiguiendo de esta forma el objetivo final de los sistema de ayuda a la traducción.