コンピューターによる学習の実現を目指す研究領域。コンピューターに学習機能をもたせようとする工学的な側面と、コンピューターを道具として人間の学習能力を解明しようとする科学的な側面をもつ。人間が学習するための補助にコンピューターを用いるCAI（computer-assisted instruction）とは異なることに注意したい。人工知能（AI）における最も重要な、そして最も実現が困難な研究領域である。機械学習は、その方略に応じて演繹的学習、帰納的学習、類推などに分類される。