Pod termínem neuronová síť (artificial neural network) se v oboru strojového učení míní výpočetní model, který má své kořeny v biologii. Chová se podobně jako lidský mozek – resp. tak, jak si myslíme, že se lidský mozek chová. Elektronické neurony jsou spolu propojeny, reagují na podněty a přenášejí signály po síti dál.
Neuronová síť se sama dokáže učit. Hodí se i pro řešení problémů, kde klasické programování nevede k správným výsledkům. Častým příkladem je určování objektů na obrázku, rozpoznávání tváří.