Ključna razlika med kognitivnim računalništvom in strojnim učenjem je v tem, da je kognitivno računalništvo tehnologija, medtem ko se strojno učenje nanaša na algoritme za reševanje problemov. Kognitivno računalništvo uporablja algoritme strojnega učenja.
Kognitivno računalništvo omogoča računalniku, da simulira in dopolnjuje človekove kognitivne sposobnosti pri sprejemanju odločitev. Strojno učenje omogoča razvijanje algoritmov za samostojno učenje za analizo podatkov, učenje iz njih, prepoznavanje vzorcev in ustrezno odločanje. Vendar je težko postaviti mejo in razdeliti kognitivne računalniške aplikacije in aplikacije, ki temeljijo na strojnem učenju.
