Kluczowa różnica między kognitywnym przetwarzaniem a uczeniem maszynowym polega na tym, że kognitywne przetwarzanie danych jest technologią, podczas gdy uczenie maszynowe odnosi się do algorytmów służących do rozwiązywania problemów. Obliczenia kognitywne wykorzystują algorytmy uczenia maszynowego.
Cognitive Computing daje komputerowi możliwość symulowania i uzupełniania zdolności poznawczych człowieka do podejmowania decyzji. Uczenie maszynowe pozwala na tworzenie samouczących się algorytmów do analizy danych, uczenia się na nich, rozpoznawania wzorców i podejmowania odpowiednich decyzji. Trudno jest jednak wyznaczyć granice i podzielić aplikacje oparte na kognitywnym przetwarzaniu komputerowym i na uczeniu maszynowym.