Prediktivní učení je technika strojového učení, při níž se agent snaží vytvořit model svého prostředí tím, že za různých okolností zkouší různé akce. Využívá znalosti efektů, které jeho akce zřejmě mají, a mění je v plánovací operátory. Ty umožňují agentovi jednat cílevědomě ve svém světě. Prediktivní učení je jedním z pokusů učit se s minimem již existující mentální struktury. Mohlo být inspirováno Piagetovým popisem toho, jak děti budují znalosti světa interakcí s ním. Kniha Garyho Dreschera ‚Vymyšlené mysli‘ byla pro tuto oblast zásadní.
Další novější teorií prediktivního učení je paměťový predikční rámec Jeffa Hawkinse, který je popsán v jeho díle On Intelligence.