Hopfield -hermoverkkoa käytetään toistamaan oppimansa tiedon malleja. Se on mallinnettu ihmisen aivoissa olevan hermoverkoston mukaan, vaikka se on luotu keinotekoisista komponenteista. John Hopfieldin vuonna 1982 suunnitteleman Hopfield -hermoverkoston avulla voidaan löytää tulomalleja ja käsitellä monimutkaisia ohjeita. Sitä käytetään myös ihmisen muistin tutkimuksessa.
Hopfield -hermoverkko koostuu yksikköjärjestelmästä, joka on kytketty toisiinsa verkkona, jossa jokainen yksikkö on kytketty kaikkiin muihin yksiköihin. Vaikka yksiköt ovat kaikki yhteydessä toisiinsa, yksittäinen yksikkö ei muodosta yhteyttä itseensä. Kun hän loi tämän mallin, Hopfield käytti binääriarvoja 0 ja 1 kuvaamaan kunkin verkon yksikön toimintaa. Vaikka tämä järjestelmä on edelleen käytössä, monet tutkijat käyttävät nyt -1 ja +1 kuvaamaan yksiköiden toimintaa. Neuroverkossa olevan yksikön sanotaan olevan 0 tai -1, jos sen kynnystä ei ole vielä saavutettu, ja 1 tai +1, jos sen kynnys on saavutettu tai ylitetty.
Hopfield -hermoverkon yksiköt aktivoituvat ja vapauttavat energiaa, kun niiden kynnys on saavutettu. Kun tietty tulo annetaan Hopfield -hermoverkolle, se pystyy toistamaan tämän tulon takaisin ulos yksiköiden välisten monimutkaisten yhteyksien sarjan kautta. Jopa järjestelmässä, jossa on vain 4 yksittäistä yksikköä, on 12 yhteyttä, joiden kautta tietoja voidaan lähettää. Monimutkaiset verkot voivat sisältää miljoonia yhteyksiä, minkä ansiosta ne voivat toistaa pitkiä merkkijonoja tai binaarikoodikuvioita.
Ennen kuin Hopfield -hermoverkko pystyy toistamaan kuvion, sille on ensin opetettava etsimänsä kuvio. Kun järjestelmä tuntee tietyn mallin, se pystyy toistamaan sen aina, kun se tunnistaa sen uudelleen. Tämä tekee näistä verkoista hyödyllisiä suurten tietomäärien mallien löytämisessä.
Vaikka nämä verkot kykenevät tunnistamaan kuvioita, ne voivat tunnistaa kuvion väärin, varsinkin jos mallit muistetaan hermoverkon osissa, jotka ovat lähellä toisiaan. Sama prosessi tapahtuu ihmisen muistissa, joka voidaan mallintaa Hopfield -hermoverkon avulla. Muistin epätarkkuutta ja muistin vahvistamista voidaan tutkia käyttämällä Hopfield -hermoverkkoja.