人工智能是用計算機來模擬人的智能，代替人的部分腦力勞動。人工智能既是計算機當前的重要應用領域，也是今後計算機發展的主要方向。人工智能應用中所要研究和解決的問題難度很大，均是需要進行判斷及推理的智能性問題，因此，人工智能是計算機在更高層次上的應用。儘管在這個領域中技術上的困難很多（如知識的表示、知識的處理等），目前仍取得了一些重要成果。
1）機器人：機器人可分為兩類，一類稱為“工業機器人”，只能完成規定的重複動作，通常用於車間的生產流水線上，完成裝配、焊接、噴漆等工作；另一類稱為“智能機器人”，具有一定的感知和識別能力，能說一些簡單話語，這類機器人可以從事更復雜的工作，如展覽會迎賓、月球探測等。
2）定理證明：藉助計算機來證明數學猜想或定理，這是一項難度極大的人工智能應用，在這方面已取得一些成果。最著名的例子是四色猜想的證明。四色猜想是圖論中的一個世界級的難題，它的內容是：任意一張地圖只需用四種顏色來著色，就可以使地圖上的相鄰區域具有不同的顏色。換言之，用四種顏色就可繪製任何地圖，三種顏色不夠，而五種顏色多餘。這個猜想的證明不知難倒了多少數學家，雖然經過無數次的驗證，猜想的結論都是千真萬確的，但卻一直無法在理論上給出證明。所以有人認為，證明這個猜想的難度絲毫不亞於哥德巴赫猜想。1976年，數學家用計算機成功地證明了四色猜想。這個猜想的證明需要進行一百億次的邏輯判斷，這個天文數字的工作量如果用人工來完成，則需兩萬年時間，這就是計算機問世以前，任何人都無法證明或推翻這個猜想的原因。1976年以後，“四色猜想”正式更名為“四色定理”。此外，平面幾何中某些類別的定理也用計算機程序進行了成功的證明。
3）模式識別：模式識別是通過抽取被識別對象的特徵，與存放在計算機內的已知對象的特徵進行比較及判別，從而得出結論的一種人工智能技術。其核心點是圖形識別及語言識別。如刑偵學中的指紋辨別、手寫漢字的識別、語音識別都是模式識別的應用實例。
4）專家系統：專家系統是一種能夠模仿專家的知識、經驗、思想，代替專家進行推理和判斷，並做出決策處理的人工智能軟件。現在已有醫療專家系統等多種實用專家系統投入使用。
人工智能除了上述的一些應用外，還包括自然語言處理、機器翻譯、智能檢索、博弈論等方面的應用。
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