Η μηχανική μάθηση αποτελείται από διαφορετικούς τύπους μοντέλων μηχανικής μάθησης, χρησιμοποιώντας διάφορες αλγοριθμικές τεχνικές. Ανάλογα με τη φύση των δεδομένων και το επιθυμητό αποτέλεσμα, ένα από τα τέσσερα μοντέλα μάθησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί: επιβλεπόμενο, χωρίς επίβλεψη, ημι-εποπτευόμενο, ή ενίσχυση. Σε καθένα από τα εν λόγω μοντέλα, μπορεί να εφαρμοστεί μία ή περισσότερες αλγοριθμικές τεχνικές – σε σχέση με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται και τα επιδιωκόμενα αποτελέσματα. Οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης είναι βασικά σχεδιασμένοι για να ταξινομούν τα πράγματα, να βρίσκουν μοτίβα, να προβλέπουν τα αποτελέσματα και να λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις. Οι αλγόριθμοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν ένας κάθε φορά ή να συνδυαστούν για να επιτευχθεί η καλύτερη δυνατή ακρίβεια όταν εμπλέκονται σύνθετα και πιο απρόβλεπτα δεδομένα.