Neuralne mreže i umjetna inteligencija često se proučavaju zajedno jer je korištenje neuronskih mreža jedna od metoda kojom se može postići programiranje umjetne inteligencije. Iako ovo nije jedina metoda, ili najbolja metoda u svim slučajevima, za stvaranje programa s umjetnom inteligencijom, korištenje neuronskih mreža postaje sve popularnije. Umjetne neuronske mreže u osnovi se temelje na načinu na koji ljudski mozak funkcionira, kroz stvaranje mreža koje se međusobno povezuju i komuniciraju za postizanje različitih zadataka. Međutim, ova vrsta mreže obično oponaša organske neuronske mreže, a neuronske mreže i umjetna inteligencija još nisu korišteni za stvaranje programa koji je jednak ljudskim misaonim procesima.
Područjima neuronskih mreža zajedno s umjetnom inteligencijom često se bave oni koji su zainteresirani za programiranje. Umjetna inteligencija je u biti ideja računalnog programa ili sustava koji bi mogao biti jednak ili nadmašiti ljudski mozak u smislu procesorske snage i kognitivnih kapaciteta. Postoji mnogo različitih načina na koje se ova vrsta umjetne inteligencije razvija, a neuronske mreže su među najpopularnijim oblicima umjetne inteligencije. Neuronske mreže i umjetna inteligencija dobro rade zajedno jer oba sustava obično koriste ljudski mozak kao standard za sposobnost obrade.
Neuronska mreža je u osnovi mreža koja se sastoji od pojedinačnih procesora koji mogu funkcionirati zajedno da obrađuju informacije i donose presude na temelju utvrđenih podataka. Organske neuronske mreže nalaze se u ljudskom mozgu i bitne su za ljudsku misao i kognitivne sposobnosti. Sintetičke neuronske mreže često se stvaraju na načine koji oponašaju ovu vrstu strukture kako bi se omogućilo pojedinačnim sustavima da komuniciraju i rade zajedno. Na taj način istraživači i računalni znanstvenici koriste neuronske mreže i umjetnu inteligenciju kako bi pokušali stvoriti računalne sustave i softver koji se može približiti sposobnostima obrade ljudskog mozga.
Ova vrsta mreže često nije dizajnirana kao točan model ljudskog mozga, međutim, budući da je znanstveno razumijevanje ljudskog mozga još uvijek donekle ograničeno. Takva ograničenja, zajedno s ograničenjima na računalni hardver i softver, spriječila su postojeće neuronske mreže i teorije umjetne inteligencije da izjednače ili nadmaše ljudsku misao umjetnim sredstvima. Ova ograničenja vjerojatno će biti samo privremena, međutim, kako se računalna tehnologija poboljšava, a medicinsko razumijevanje ljudske svijesti nastavlja rasti. Neki znanstvenici vjeruju da bi razvoj na ovom području jednog dana mogao dovesti do proboja u robotici, kibernetici, pa čak i proliferaciji ljudske misli u digitalne medije.