Os agentes de aprendizagem possuem as mesmas capacidades que os outros tipos de agentes, mas são únicos em sua capacidade de aprender. Novas experiências são adicionadas à sua base de conhecimento inicial, o que ocorre de forma autônoma. Esse aprendizado aprimora a capacidade do agente de operar em ambientes desconhecidos. Os agentes de aprendizagem podem ter raciocínio utilitário ou baseado em objetivos e são compostos por quatro elementos principais:
Aprendizagem: Este processo aprimora o conhecimento do agente ao aprender com o ambiente por meio de seus preceitos e sensores.
Crítico: Este componente fornece feedback ao agente sobre se a qualidade de suas respostas atende ao padrão de desempenho.
Desempenho: Este elemento é responsável por selecionar ações durante a aprendizagem.
Gerador de problemas: Este módulo cria diversas propostas de ações a serem tomadas.
Exemplo : Recomendações personalizadas em sites de comércio eletrônico. Esses agentes rastreiam a atividade e as preferências do usuário em sua memória. Essas informações são usadas para recomendar determinados produtos e serviços ao usuário. O ciclo se repete a cada nova recomendação. A atividade do usuário é armazenada continuamente para fins de aprendizado. Dessa forma, o agente melhora sua precisão ao longo do tempo.