Viktige anvendelsene av maskinlæring er innen beslutningsstøttesystemer, der man skal ekstrahere kortfattede oversikter fra store mengder data (også kjent som informasjonsutvinning), talegjenkjenning, automatisk styring av kjøretøy, samt andre områder der det er begrensa anledning til å forprogrammere maskinen og kode inn løsninger for alle mulige scenarier.