概率论同样在机器学习和深度学习中有至关重要的作用。如果将机器学习算法的输入数据和输出数据看作随机变量，则可用概率论的方法对数据进行计算，以此对不确定进行建模。使用概率模型，可用输出概率值而非确定性的值。这对某些应用是至关重要的。