L'École CIMPA-UNESCO « Familles orthogonales et semigroupes en analyse et probabilités » qui s'est tenue en 2006 à Mérida, Venezuela, a été organisée avec la collaboration de trois universités vénézuéliennes (UCV, USB et ULA). Cette École avait pour objectif de présenter la théorie moderne des semigroupes des opérateurs, liés aux développements polynomiaux orthogonaux. Cette théorie est aujourd'hui très riche et est reliée à des domaines mathématiques variés, tels que l'analyse harmonique, la théorie des probabilités, la théorie des matrices aléatoires, le calcul stochastique et la théorie du contrôle. Les chapitres de ce volume sont issus des cours de cette Ecole et mettent l'accent sur les interactions de tous ces domaines.