美國人工智能（AI）技術在2020年飛速發展。面對洶涌的新冠肺炎疫情，AI顯示出其強大能力，被廣泛用于新冠疫苗和療法的研發之中。中美合作開發的實驗性AI工具，可準確預測哪些新冠肺炎患者病情會發展成嚴重呼吸系統疾病；而美國科學家開發的機器學習方法，通過篩選約2億種化學物質，發現了數百種新冠肺炎候選藥物。英特爾神經形態計算實驗室研發的一種基于哺乳動物嗅覺系統的神經算法，會賦予AI設備學習并鑒別氣味的本領。羅格斯大學開發出新型AI模型，可通過圖像估算物體表面觸覺特性；麻省理工學院研制的深度學習AI，鑒定出一種全新的抗生素；斯坦福大學開發的機器學習方法能鑒別出早期肺癌患者。

在5G通信及下一代通信技術研發方面，美國繼續尋求全球領先地位。在5G問題上，一方面對中國華為圍堵打壓，另一方面強化自身5G的建設。美國本土5G產業得益于政府推動，幾大主流電信運營商在5G部署方面取得了很大進展。在更新一代通信技術研發方面，太赫茲通信和傳感融合研究中心等機構正抓緊進行6G通信相關研究。SpaceX公司的衛星互聯網——“星鏈”項目穩步推進，入軌衛星總數在2020年11月達到895顆；美能源部提出建立全國性量子互聯網戰略藍圖，希望10年內創建一個全國性的量子互聯網。

先進計算機方面，美國雖然丟失了全球超算500強榜首“寶座”，但其在計算機技術領域的世界領先地位依然穩固。隨著2020年3月能源部“酋長巖”超算項目合同的敲定，美國幾個E級超算計劃都將在未來幾年內結出碩果。而在量子計算領域，美國也依然把持霸主地位，雄心勃勃的IBM公司9月發布了量子計算路線圖，稱將于2023年研發出擁有1000個量子比特的機器。政府則加大了對該領域的投入，確認未來5年將投資6.25億美元支持全國5個量子信息科學研究中心的建設。

在人工智能和計算機領域，Neuralink腦機接口芯片的發布是2020年的一個重大事件，技術狂人埃隆·馬斯克再次轟動世界，而對相關倫理問題和技術效果的質疑聲至今不斷，腦機接口技術未來走向如何尚有待觀察。