یادگیری ماشینی رابطهی نزدیکی با آمار دارد و در حقیقت، هر دوی آنها را میتوان جزئی از رشتهی وسیعتری به نام «علم دادهها» دانست.
به طور کلی، یادگیری ماشینی از روشهای آماری بهرهی زیادی میبرد و بر عکس، برخی از آماردانان از روشهای یادگیری ماشینی استفاده کردهاند و شاخهای به نام یادگیری آماری را پدید آوردهاند.
بهعنوان مثال، در یادگیری نظارت شده هدف آن است که با داشتن مجموعهای از ورودیها و یک خروجی، برنامه بهگونهای آموزش داده شود که برای ورودیهای جدید، مقدار خروجی را مشخص کند. در صورتی که دادهها از نوع عدد حقیقی باشند، یادگیری ماشینی از رگرسیون که یک روش آماری شناخته شده است، برای حل این مسئله استفاده میکند.