Otsustuspuu õppimine kasutab ennustavat mudelit koos puuga sarnaste teabeharudega, et koguda eeldusi ja teha otsuseid üksuse väärtuse kohta. Süsteemi kasutatakse masinõppeks, statistikaks ja andmete kaevandamiseks. Otsustuspuid nimetatakse ka regressiooni- või klassifikatsioonipuudeks, olenevalt nende kasutamise eesmärgist.
Otsustuspuu õppimise protsess hõlmab teabe liikumist harult harule. Iga elemendini jõudmisel, kas arvuti või inimese kaudu, tuleb kindlaks teha, kas see kehtib sihtüksuse kohta või mitte. Kui iga haru on läbi uuritud, saab vastuseid kasutada väärtuse määramiseks.
Sisuliselt on otsustuspuu õppimine küsimustele vastamise protsess. Iga vastus viib protsessi edasi, kuni otsuse tegemiseks on piisavalt teavet. Näiteks võib lihtne puu alustada küsimusega, millist kahest objektist osta. Üks küsimus võib küsida, kas objekt on kasulik, samas kui teine võib küsida, kas ühel esemel on parem hind kui teisel. Kõiki neid küsimusi esitades on tavaliselt võimalik kindlaks teha, milline tegevus on statistiliselt kasulikum.
Otsustuspuu õppimine uurib ka alamkategooriaid. Ühele küsimusele vastamine võib viia teiseni. Selle tulemusena võib mõnel harul olla palju alamharusid, samas kui teised on vähem üksikasjalikud, kuna küsimusele on lihtne vastata. Protsessi sellisel viisil jätkamine võimaldab kasutajal üksuse kohta üksikasjalikuma hinnangu välja töötada.
Teine võimalik otsustuspuu õppimise kasutusala on kategoriseerimine. Selle asemel, et iga küsimus viiks ühe otsuseni, jagatakse teabe kogum iga haru vastuse põhjal erinevatesse valdkondadesse. Kui kõik harud on kategoriseeritud, võib sama protsessi käitada ka igas kategoorias.
Otsustuspuu õppimine edeneb tavaliselt ülemisest tasemest allapoole. See ei kipu taganema. Kui küsimusele on täielikult vastatud, pole tavaliselt vaja sellele uuesti viidata, kuni tulemused on koostatud.
Otsustuspuu õppimise tulemusi saab väljendada mitmel viisil. Need võivad olla vastus jah või ei küsimusele või arv, näiteks hind või ajavahemik. Tulemused võivad paljastada ka teatud objekti identiteedi ja seega nimetada klassi, kuhu see kuulub.