Tanım: Verilerden (veritabanı, sensor verisi vb..) bilgisayarların veya her türlü yapay zeka makinelerin öğrenmesi için gerekli algoritmaları, yöntemleri, geliştirme süreçlerini inceleyen bilgisayar bilimi (computer science). Bu şekilde maknelerin verileri çözümlemesi ve buna göre doğru kararlar verebilmesi amaçlanmaktadır. Bilgisayarlı görme , doğal dil işleme, arama motorları, tıbbi tanıma, beyin-makine arayüzleri, konuşma ve elyazısı tanıma gibi çok çeşitli alanlarda uygulanmaktadır

Tanım: Ses, görüntü gibi veriler üzerinden pattern (örüntü) tespit edilmesi ve tespit edilen bilgilerin sınıflandırılması

Tanım: Verileri ve o verilerden çıkan sonuçları baştan vererek bu bilgilerden bir fonksiyon (giriş verileri ile sonuç verileri arasında bir map) çıkartılmasının sağlanması ve bu şekilde makinenin konuyu öğrenmesi

Tanım: "Supervised öğrenmeden" farklı olarak herhangi bir bilgi verilmeden sadece verilerin verilmesi ve bu verilerden çeşitli sonuçların çıkarılmasının sağlanması. Baştan herhangi bir bilgi verilmediği için sonuçlar kesin doğruluk taşıması beklenmemektedir

Machine Learning'in bazı uygulama alanları aşağıdaki gibidir : 

• Bilgisayarlı Görme , Görüntülerin Yorumlanması, Şekil Tanıma
• Doğal Dil İşleme
• Sözdizimsel Örüntü Tanıma
• Konuşma ve Elyazısı Tanıma
• Robot Gezi
• Tıbbi Tanı
• Biyoinformatik
• Beyin-Makine Arayüzleri ve Kiminformatik
• DNA Dizilerinin Sınıflandırılması
• Kredi Kartı Dolandırıcılığı Denetimi
• Borsa Çözümlemesi
• Yazılım Mühendisliği
• Arama Motorları
• Spam Yakalama
• OCR (Optical Character Recognition)