Monte Carlo meetodid on arvutustehnikad, mis kasutavad väga suurt arvu juhuslikke valimeid, et lähendada tulemusi, mida on analüütiliselt raske arvutada. Süsteemi simuleeritakse tuhandeid kordi juhuslikult varieeritud eeldustega ning tulemuste jaotust analüüsitakse. Organisatsioonid kasutavad seda riskianalüüsiks, projektide ajakavade koostamiseks või portfelli hindamiseks. TI-s kasutatakse meetodeid muu hulgas stiimulõppes ja mängude puuotsingus.
Bayesi võrgud on graafilised mudelid, mis kujutavad muutujaid sõlmedena ja nende tõenäosuslikke sõltuvusi suunatud nooltena. Bayesi teoreemi abil näitavad nad, kuidas uued vaatlused muudavad teiste sündmuste tõenäosust. Üks näide on diagnostiline tugi: kõige tõenäolisema põhjuse hindamine täheldatud sümptomite põhjal. Nende tugevused on läbipaistvus ja võime käsitleda ebakindlaid või puudulikke andmeid.
Stiimulõpe on masinõppe haru, kus agent õpib katse-eksituse meetodil. Ta tegutseb keskkonnas, saab hea tulemuse eest tasu ja halva eest karistuse ning arendab nii strateegia, mis maksimeerib tema kogutasu. Tuntud näited on programmid, mis valdavad lauamänge, nagu go, robotite juhtimine ja keelemudelite peenhäälestus inimeste hinnangute alusel.
Ennustav modelleerimine on ennustava analüütika tehniline tuum: teadaolevate tulemustega näiteandmete põhjal ehitatakse mudel, mis ennustab uute juhtumite väärtust või klassi. Levinud meetodid on regressioon, otsustuspuud, juhumetsad ja närvivõrgud. Mudel võib näiteks hinnata kinnisvara hinda elamispinna, asukoha ja ehitusaasta põhjal. Enne kasutuselevõttu testitakse seda eraldi hoitud andmetel, et avastada ülesobitamist.
Peidetud Markovi mudel (hidden Markov model, HMM) on jadade statistiline mudel, kus tegelikud olekud on peidetud ja neid saab tuletada ainult jälgitavate signaalide põhjal. See kirjeldab tõenäosust, et üks olek järgneb teisele ning et iga olek tekitab teatud vaatluse. HMM-id olid pikka aega kõnetuvastuse ja sõnaliikide märgendamise standard; täna kasutatakse neid endiselt näiteks bioinformaatikas ja aegridade analüüsis.
