Uczenie głębokie (ang. deep learning) wykorzystuje sieci neuronowe z wieloma warstwami. Każda warstwa wyłapuje coraz bardziej złożone cechy — na zdjęciu najpierw krawędzie, potem kształty, w końcu całe przedmioty.
Przełom nastąpił około 2012 roku, gdy połączono duże zbiory danych z mocnymi kartami graficznymi (GPU). Od tego czasu uczenie głębokie zdominowało AI.