Derin Öğrenme, yapay sinir ağları adı verilen beynin yapısı ve fonksiyonundan esinlenen algoritmalarla ilgili makine öğrenmesinin bir alt alanıdır.
Derin öğrenme (derin yapılandırılmış öğrenme ya da hiyerarşik öğrenme), göreve özel algoritmalar yerine, verileri öğrenmeye dayanan daha geniş bir makine öğrenmesi ailesinin bir parçasıdır. Öğrenme denetlenebilir, kısmen denetlenebilir veya denetimsiz olabilir.
Bazı temsiller basitçe beyindeki çeşitli uyaranlar ve ilişkili nöronal yanıtlar arasındaki ilişkiyi tanımlamaya çalışan sinirsel kodlama gibi biyolojik sinir sistemindeki bilgi işleme ve iletişim kalıplarının yorumlanmasına dayanmaktadır. Araştırmacılar, bu gösterimleri büyük ölçekli, etiketsiz veri kümelerinden öğrenmek için etkili sistemler yaratmaya çalışmaktadır.
Derin sinir ağları, derin inanç ağları ve tekrarlayan sinir ağları gibi derin öğrenme mimarileri, bilgisayarla görme, konuşma tanıma, doğal dil işleme, ses tanıma, sosyal ağ filtreleme, makine çevirisi ve biyoinformatik gibi alanlara uygulanmıştır. Bazı durumlarda insan uzmanlara göre daha üstün olabilmektedir.