Không phải mọi thứ quan trọng đều có thể đo lường được. Biến tiềm ẩn là yếu tố được suy luận từ dữ liệu quan sát được, có ảnh hưởng đến kết quả nhưng không thể nhìn thấy trực tiếp. Trí thông minh, động lực và mức độ nghiêm trọng của bệnh tật đều thuộc loại này.

Các mô hình sử dụng các biến tiềm ẩn để giải thích các mẫu trong dữ liệu quan sát được. Phân tích nhân tố nhóm các phép đo tương quan thành các nhân tố cơ bản. Bộ mã hóa tự động biến phân học một không gian tiềm ẩn nắm bắt cấu trúc của hình ảnh hoặc văn bản. Mô hình chủ đề suy luận các chủ đề từ tài liệu.

Các ứng dụng biến tiềm ẩn phổ biến

• Giảm chiều
• Mô hình tạo sinh
• Khám phá chủ đề trong văn bản
• Đo lường tâm lý
• Suy luận nhân quả với các yếu tố gây nhiễu không quan sát được

Việc diễn giải rất phức tạp. Biến tiềm ẩn là một cấu trúc toán học, chứ không phải là một thực thể đã được chứng minh. Hai mô hình có thể tìm ra các cấu trúc tiềm ẩn khác nhau nhưng cùng giải thích dữ liệu tốt như nhau. Việc gán ý nghĩa cho các chiều tiềm ẩn đòi hỏi sự cẩn trọng.