香港中文大學在人工智能及深度學習方面的研究領先全球，香港中文大學電子工程學系的CUVideo團隊，在被視為當代電腦視覺技術奧林匹克賽的「ImageNet大規模視覺識別挑戰賽」中取得佳績，並未在美國矽谷舉行的圖形處理器（GPU）業界大會上，香港中文大學多媒體實驗室被譽為「人工智能研究先鋒」，與美國加州大學柏克萊分校、麻省理工學院、史丹福大學及牛津大學等齊名，是亞洲唯一獲此美譽的高等學府。
香港中文大學工程學院下設信息工程學系、電子工程學系、系統工程與工程管理學系及計算機科學與工程學系多個研究團隊，均致力開發人工智能及深度學習在各個領域的應用，電子工程學系更於2016至17年度開設全港首個深度學習的選修課程，供本科及研究生修讀。
由香港中文大學電子工程學系歐陽萬里教授、李鴻升教授和王曉剛教授帶領的CUVideo團隊，參加「ImageNet大規模視覺識別挑戰賽」，此比賽在電腦視覺技術領域中最具影響力。大賽共有4個比賽項目，包括圖像物體檢測，圖像物體定位，視頻物體檢測及場景分類，CUVideo團隊在「視頻物體檢測」挑戰分組中勝出。他們需要從上千個視頻中，檢測30類物體在視頻中的準確位置。CUVideo團隊成功從 30項指定檢測項目中，取得28項優勝，平均檢測率高達67.8%，其檢測數量及檢測準確率兩個項目的成績更達到世界第一。
香港中文大學多媒體實驗室於2001年由信息工程學系湯曉鷗教授創辦，是香港最早應用深度學習於電腦視覺研究的團隊，最近在NVIDIA於美國矽谷舉行的GPU科技年度大會上，中文大學多媒體實驗室被譽為「人工智能研究先鋒」，與美國加州大學柏克萊分校、麻省理工學院、史丹福大學及牛津大學等實驗室齊名。NVIDIA是GPU的發明者，是領先全球的視覺運算技術廠商，其主辦的年度大會雲集頂尖業界開發人員及研究人員。中文大學多媒體實驗室可優先使用NVIDIA在深度學習的硬件及軟件，以加強研究設備及技術支援，包括視頻監控、網絡規模影像及錄像搜索，以及人機交互系統等，進一步推動全球深度學習和電腦視覺技術的發展。
2014年，中文大學多媒體實驗室研發出一套嶄新的DeepID人面識別系統，透過深度學習模型強大的計算和學習能力，識別容貌的準確率高達99.15%，為全球之冠，超越人類肉眼識別的準確度。此外，中文大學多媒體實驗室與微軟亞洲研究院合作的項目成果，現已被兩大產品所採用，包括Intentsearch被Bing搜尋引擎採用於搜索相似圖片，以及Digital Effect被微軟 MSN視頻聊天採用。
深度學習是人工智能研究的一項重大突破，借助運算系統進行大數據分析，從而構建類似人類的神經網絡來學習人類行為。中文大學在深度學習的研究一直領先全球，由信息工程學系湯曉鷗教授和王曉剛教授領導的團隊於2011年便利用深度學習研發人面識別技術，並應用於公共安全、執法、互聯網和娛樂等範疇。此外，中文大學多個科研團隊亦積極開發深度學習在各個領域的應用。系統工程與工程管理學系蒙美玲教授及電子工程學系李丹教授將深度學習應用於語音辨識與合成技術，計算機科學與工程學系王平安教授及賈佳亞教授分別將深度學習應用於醫學影像處理技術及電腦視覺技術。
電子工程學系將於2016至17年度開設全港首個深度學習的選修課程，供本科及研究生修讀。課程涵蓋深度學習的基本理論、常用模型、運算方法及深度學習的應用。
香港中文大學多媒體實驗室創辦於2001年，是香港最早應用深度學習於電腦視覺研究的團隊。2009年，實驗室獲得IEEE電腦視覺與模式識別大會（CVPR） 最佳論文獎，也是亞洲研究機構 30 年以來第一次也是截至目前唯一一次獲此榮譽。其後，實驗室多位成員分別獲得最佳論文獎，並培養出眾多傑出的人工智能專才，多位學生更赴美國麻省理工學院、史丹福大學、劍橋大學、哥倫比亞大學等著名學府深造。此外，實驗室亦獲選為全港首個NVIDIA統一計算設備架構科研中心。
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