Deep Learning atau pembelajaran mendalam merupakan pendekatan pembelajaran yang menekankan pemahaman konsep dan penguasaan kompetensi secara mendalam dalam cakupan materi yang lebih sempit. Siswa didorong untuk secara aktif terlibat dalam proses pembelajaran hingga memahami topik melalui proses “penjelajahan” lebih dalam dari topik tersebut.
Pembelajaran mendalam dilatarbelakangi karena perubahan masa depan yang sulit diprediksi : permasalahan mutu pendidikan yaitu literasi, numerasi, kemampuan HOTs (High Order Thinking Skills) peserta didik Indonesia yang rendah, ketimpangan mutu pendidikan, Bonus Demografi 2035 dan visi Indonesia Emas 2014.
Menteri Pendidikan Dasar dan Menengah (Mendikdasmen) Abdul Mu’ti menjelaskan
“Kami sekarang mulai melakukan pengkajian terkait dengan penerapan pendekatan Deep Learning dan sudah selesai. Tentu saja setelah nantinya kami terbitkan peraturan menterinya, kami akan melakukan pelatihan-pelatihan untuk para guru terkait penerapan Deep Learning”
Menurut Abdul Mu’ti, pendekatan pembelajaran Deep Learning dapat tercapai melalui 3 elemen utama, yakni Meaningful Learning, Mindful Learning, dan Joyful Learning.

Ketiga pendekatan diatas dilakukan melalui olah pikir (intelektual), olah hati (etika), olah rasa (estetika) dan olahraga (kinestetik) secara holistik dan terpadu yang mana dengan kata lain, pembelajaran tidak hanya berfokus pada penguasaan materi akademik namun juga perkembangan karakter dan kemampuan fisik.
Pembelajaran mendalam yang lebih humanis ini diharapkaan dapat mengembangkan 8 dimensi profil lulusan yang sesuai tuntutan zaman dan kebutuhan masa depan yaitu keimanan dan ketakwaan terhadap Tuhan YME, kewargaan, penalaran kritis, kreativitas, kolaborasi, kemandirian, kesehatan, dan komunikasi.
Implementasi Deep Learning atau Pembelajaran Mendalam ini memerlukan kerjasama dan sinergi antara berbagai elemen pendidikan diantaranya guru, siswa, wali murid, dan lingkungan sekolah. Beberapa langkah yang dapat diterapkan adalah sebagai berikut: