Δεν χωράνε όλα τα δεδομένα σε ένα πλέγμα. Τα κοινωνικά δίκτυα, τα μόρια και οι οδικοί χάρτες είναι γραφήματα, με κόμβους και ακμές αντί για εικονοστοιχεία ή ακολουθίες. Τα νευρωνικά δίκτυα γραφημάτων λειτουργούν απευθείας σε αυτήν τη δομή, μεταδίδοντας μηνύματα μεταξύ συνδεδεμένων κόμβων για την εκμάθηση αναπαραστάσεων.

Η βασική λειτουργία είναι η μετάδοση μηνυμάτων. Κάθε κόμβος συγκεντρώνει πληροφορίες από τους γείτονές του, ενημερώνει τη δική του αναπαράσταση και επαναλαμβάνει για αρκετούς γύρους. Μετά από αρκετά επίπεδα, κάθε κόμβος κωδικοποιεί πληροφορίες από την τοπική του γειτονιά.

Συνήθεις εργασίες γραφήματος

• Ταξινόμηση κόμβων
• Πρόβλεψη συνδέσμου
• Ταξινόμηση γραφημάτων
• Συνιστώμενες συνδέσεις
• Πρόβλεψη μοριακών ιδιοτήτων

Η κλιμάκωση αποτελεί πρόκληση. Τα μεγάλα γραφήματα έχουν εκατομμύρια κόμβους και ακμές και η εκπαίδευση πλήρους παρτίδας δεν χωράει στη μνήμη. Οι τεχνικές δειγματοληψίας και οι μέθοδοι μίνι παρτίδας καθιστούν την εκπαίδευση εφικτή, με κάποιο κόστος στην ακρίβεια.