人間や動物の脳神経網の特性を計算機上のシミュレーションによって表現することを目指した数学モデル。人工知能やディープラーニングなどの機械学習に用いられている。

脳内は神経細胞であるニューロンのネットワークにより構成されているが、ニューロンは他のニューロンから神経伝達物質を受け取り、その合計値がしきい値を超えた場合に「発火」して、次のニューロンに情報伝達を行うメカニズムになっている。ニューラルネットワークでは、個々のニューロンをパーセプトロンというアルゴリズムでモデル化し、ネットワーク化することで脳神経網をシミュレーションする。ニューラルネットワークを多層化したものがディープラーニングネットワークである。