Η βαθιά μάθηση είναι υποπεδίο μηχανικής μάθησης, η οποία (γενικά) είναι τεχνολογία που εμπνέεται από τον ανθρώπινο εγκέφαλο και τις λειτουργίες του. Πρώτα εισήχθη στη δεκαετία του 1950, η μηχανική μάθηση ενημερώνεται σωρευτικά από αυτό που είναι γνωστό ως το τεχνητό νευρωνικό δίκτυο, μια πληθώρα διασυνδεδεμένων κόμβων δεδομένων που συλλογικά αποτελούν τη βάση για την τεχνητή νοημοσύνη. (Για τα βασικά της εκμάθησης μηχανών, ελέγξτε τη μηχανή μάθησης 101.)
Η εκμάθηση μηχανών επιτρέπει κατ 'ουσία στα προγράμματα υπολογιστών να αλλάζουν οι ίδιοι όταν τους ζητείται από εξωτερικά δεδομένα ή προγραμματισμό. Από τη φύση του, είναι σε θέση να το επιτύχει χωρίς ανθρώπινη αλληλεπίδραση. Μοιράζεται παρόμοια λειτουργικότητα με την εξόρυξη δεδομένων, αλλά με εξόρυξη αποτελεσμάτων που πρέπει να επεξεργαστούν από μηχανές και όχι από ανθρώπους. Χωρίζεται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: μάθηση υπό επίβλεψη και χωρίς επίβλεψη.
Η εποπτευόμενη μηχανική μάθηση περιλαμβάνει τη συμπερίληψη προκαθορισμένων λειτουργιών μέσω δεδομένων επισήμανσης με επισήμανση. Με άλλα λόγια, τα εποπτευόμενα αποτελέσματα είναι γνωστά εκ των προτέρων από τον (ανθρώπινο) προγραμματιστή, αλλά το σύστημα που υπονοεί τα αποτελέσματα εκπαιδεύεται για να τα «μάθει». Η μη εποπτευόμενη μηχανική μάθηση, αντίθετα, αντλεί συμπεράσματα από μη επισημασμένα δεδομένα εισόδου, συχνά ως μέσο ανίχνευσης άγνωστων προτύπων.