تعلم الآلة هو الفرع من الذكاء الاصطناعي الذي تتعلم فيه الأنظمة أنماطاً من البيانات للتنبؤ أو اتخاذ قرارات دون برمجتها صراحةً. يتعلم فلتر البريد العشوائي من ملايين الرسائل أيها مزعجة؛ ويتعلم محرك التوصية من سجل التصفّح ما قد يشتريه الزبون تالياً. الفروع الثلاثة الرئيسية هي التعلم الموجَّه (بتصنيفات)، غير الموجَّه (اكتشاف بنية)، والمعزز (التعلم من المكافآت).