Ein adaptives System ist jedes System, das sich basierend auf der Eingabe, die es empfängt, ändern kann. Alle adaptiven Systeme enthalten interne Mechanismen, die eine Änderung des Systems bewirken. In der Biologie werden adaptive Systeme von Ökosystemen, Populationen und einzelnen Lebewesen genutzt. Computer wurden auch mit adaptiven Funktionen programmiert, die auf denen in der Natur basieren.
Ein adaptives System macht seine Anpassungen basierend auf dem Feedback, das es von seiner Umgebung erhält. In einer Rückkopplungsschleife wird ein Teil der erzeugten Ausgabe als Eingabe in das System zurückgeleitet. Diese Eingabe kann dann vom System verwendet werden, um Anpassungen vorzunehmen. Rückkopplungsschleifen werden als positiv oder negativ bezeichnet, wobei die positive Rückkopplungsschleife dazu neigt, eine Ausgabe zu beschleunigen oder zu erhöhen, und die negative Rückkopplungsschleife dazu neigt, eine Ausgabe zu verlangsamen oder zu verringern.
In der Biologie können adaptive Systeme sowohl im großen als auch im kleinen Maßstab auftreten. Ökosysteme können insofern als anpassungsfähig angesehen werden, als sie sich basierend auf dem Feedback, das sie erhalten, verändern können. Ein klassisches Beispiel hierfür ist die Untersuchung der Bevölkerungsdynamik. Wenn beispielsweise die Kaninchenpopulation steigt, steigt mit dem Nahrungsüberschuss die Population eines Raubtiers wie des Fuchses. Nach einem gewissen Punkt wird die Zahl der Räuber für das System zu zahlreich und nimmt wieder ab, wenn nicht genügend Beutetiere zum Fressen vorhanden sind.
Innerhalb eines einzigen biologischen Organismus sind auch viele adaptive Systeme am Werk. Lernen und Verhaltensänderung sind Anpassungen, die ein Organismus vornimmt, um positivere Inputs von der Umwelt zu erhalten. Rückmeldungen an einzelne Tiere neigen dazu, Verhaltensweisen zu verstärken, die Freude bereiten, und solche, die Schmerzen verursachen, zu verringern.
Auch Roboter können mit adaptiven Systemen ausgestattet werden. Diese Systeme ermöglichen es einem Roboter, seine Umgebung zu beobachten und basierend auf den erhaltenen Informationen Entscheidungen zu treffen, ohne dass ein Mensch ihn bei jeder Aktion steuern muss. Die Mars Rovers sind ein Beispiel für Roboter, die mit der Fähigkeit programmiert wurden, Entscheidungen zu treffen. Weit entfernt von der Erde und den Wissenschaftlern, die sie programmiert haben, mussten diese Maschinen beim Sammeln von Daten selbst Entscheidungen treffen.
Softwareentwickler haben auch Computerprogramme entworfen, die sich an die Bedürfnisse der Benutzer anpassen können. Viele dieser Programme werden von Personen verwendet, die herkömmliche Programme wie die Sprache-zu-Text-Technologie nicht verwenden könnten. In der physischen Welt könnten adaptive Systeme eine beliebige Anzahl von sich selbst verbessernden, sich selbst schützenden Systemen schaffen, wie beispielsweise Autos, die selbst fahren, und Straßen, die ihre eigenen Reparaturen durchführen. Obwohl es viele Ideen für solche Systeme gibt, wurde die Technologie, die es vielen von Menschenhand geschaffenen Objekten ermöglicht, sich adaptiv zu verhalten, noch nicht entwickelt.