神经图灵机是依据神经网络的图灵机，基于图灵机的它可实现微分功能的机器算法，其包括神经网络控制器、外部储存器。
神经图灵机在较高层面上构建神经计算模型，并作为图灵机使用，其可执行一些计算机可以解决但机器学习模型无法很好解决的任务。
计算机和图灵机的计算是绝对的，即 0 或 1，计算机在非此即彼的逻辑或整数中运作，神经图灵机则利用实数或平滑的模拟函数。