Trước khi một hệ thống có thể suy luận về một lĩnh vực, nó cần một vốn từ vựng chung. Một hệ thống tri thức (ontology) xác định các khái niệm trong một lĩnh vực, các mối quan hệ giữa chúng và các quy tắc ràng buộc cách chúng kết hợp. Nó là một bản thiết kế chính thức cho ý nghĩa.

Hệ thống tri thức (ontology) khác với hệ thống phân loại (taxonomy). Hệ thống phân loại sắp xếp mọi thứ vào các danh mục. Hệ thống tri thức bổ sung thêm các thuộc tính, mối quan hệ và tiên đề logic. Ví dụ, trong Hệ thống tri thức gen (Gene Ontology), các gen được liên kết với các chức năng phân tử, các quá trình sinh học và các thành phần tế bào thông qua các mối quan hệ được xác định.

Các thành phần bản thể luận chung

• Các lớp đại diện cho các khái niệm
• Các thuộc tính mô tả đặc điểm
• Các mối quan hệ kết nối các thực thể
• Các tiên đề ràng buộc cách diễn giải
• Các trường hợp điền vào mô hình

Việc xây dựng một hệ thống tri thức ngữ nghĩa (ontology) mất nhiều năm và cần sự hợp tác của các chuyên gia. Sau khi được xây dựng, các hệ thống này hỗ trợ tích hợp dữ liệu, tìm kiếm ngữ nghĩa và suy luận tự động. Chúng là xương sống của tin học y sinh và ngày càng trở nên quan trọng đối với các hệ thống tri thức doanh nghiệp.