Koneoppiminen (machine learning) on tekoälyn osa-alue, joka tarjoaa järjestelmille mahdollisuuden oppia ja parantaa kokemuksia automaattisesti ilman, että niitä ohjelmoidaan erityisesti tiettyyn tehtävään. Kone oppii datasta kuten ihminen kokemuksistaan. Opittuaan sovellus osaa käyttää oppimaansa päätösten tekemiseen ilman ihmisen puuttumista asiaan.
Koneoppimisen sovellukset ovat yleensä kuvan tai tekstin tunnistusta tai kehittynyttä analytiikkaa. Ne voivat esimerkiksi analysoida videokuvaa ja sen avulla voidaan seurata liikkeitä, ilmeitä ja tehdä niiden perusteella ratkaisuja tai ennusteita. Tekoäly voi myös analysoida vaikkapa talousdataa ja tämän seurauksesta löytää riippuvuussuhteita ja ennustaa trendejä.
Vahvimmillaan tekoäly on oppiessaan yhä paremmaksi. Mitä enemmän käytettävissä olevaa laadukasta dataa on, sitä tarkempia arvioita sovellus pystyy tekemään. Kehittyneillä algoritmeilla tekoäly saadaan myös oppimaan vertailemalla dataa ja tuloksia, eli aivan kuten me ihmiset opimme asioita – kokemuksien kautta.