یکی از مهم‌ترین روش‌هایی که باعث می‌شود هوش مصنوعی یاد بگیرد، یادگیری ماشین (Machine Learning) است. در یادگیری ماشین، مدل به جای اینکه برای تمام حالت‌ها به صورت دستی برنامه‌ریزی شود، با استفاده از داده‌ها آموزش می‌بیند. مدل بارها اطلاعات را بررسی می‌کند، نتیجه خود را با پاسخ مورد انتظار مقایسه می‌کند و پارامترهای خود را تغییر می‌دهد تا عملکرد بهتری داشته باشد. به زبان ساده، می‌توان گفت: داده → آموزش → تشخیص الگو → اصلاح → نتیجه بهتر آیا هوش مصنوعی واقعاً مثل انسان یاد می‌گیرد؟ خیر. یادگیری هوش مصنوعی با یادگیری انسان تفاوت زیادی دارد. انسان می‌تواند با تجربه، مشاهده، احساسات و درک محیط یاد بگیرد؛ اما یک مدل هوش مصنوعی معمولاً بر اساس داده‌ها و محاسبات ریاضی آموزش می‌بیند. برای مثال، وقتی یک هوش مصنوعی هزاران تصویر را بررسی می‌کند، به دنبال الگوهای موجود در آن تصاویر می‌گردد. این موضوع به معنی داشتن درک انسانی از آن تصاویر نیست.