Kľúčovým rozdielom medzi neurónovou sieťou a hlbokým učením je, že neurónová sieť funguje podobne ako neuróny v ľudskom mozgu, aby mohla rýchlejšie vykonávať rôzne výpočtové úlohy, zatiaľ čo hlboké učenie je špeciálny typ strojového učenia, ktoré napodobňuje prístup učenia, ktorý ľudia používajú na získanie vedomostí.
Neurónová sieť pomáha vytvárať prediktívne modely na riešenie zložitých problémov. Na druhej strane je hlboké učenie súčasťou strojového učenia. Pomáha rozvíjať rozpoznávanie reči, rozpoznávanie obrázkov, spracovanie prirodzeného jazyka, systémy odporúčaní, bioinformatiku a mnoho ďalších. Neurónová sieť je metóda na implementáciu hlbokého učenia.