Deep learning merupakan salah satu cabang utama dari machine learning yang berfokus pada pemodelan data menggunakan neural network dengan banyak lapisan (deep neural networks). Pendekatan ini memungkinkan sistem komputasi untuk mempelajari representasi data yang kompleks dan hierarkis secara otomatis dari data mentah, tanpa ketergantungan besar pada rekayasa fitur manual.
Secara formal, deep learning didefinisikan sebagai metode pembelajaran berbasis neural network yang terdiri atas lebih dari satu lapisan tersembunyi (hidden layers) yang masing-masing berfungsi untuk mempelajari representasi data pada tingkat abstraksi yang berbeda (LeCun et al., 2015). Lapisan awal umumnya mempelajari pola sederhana, sedangkan lapisan yang lebih dalam menangkap hubungan yang lebih kompleks dan abstrak. Ruang lingkup deep learning mencakup berbagai tugas pemodelan data, antara lain klasifikasi, regresi, prediksi sekuens, generasi data, dan pembelajaran representasi. Pendekatan ini telah menjadi fondasi utama dalam berbagai domain seperti pengolahan bahasa alami, visi komputer, pengenalan suara, bioinformatika, serta pemodelan data temporal dan time series.