La clasificación de varias clases se puede considerar como una extensión de la clasificación binaria a más de dos clases. Si cada ejemplo solo se puede asignar a una clase, el problema de clasificación se puede controlar como un problema de clasificación binaria, en el que una clase contiene una de las múltiples clases y la otra contiene todas las demás clases juntas. Luego, el proceso se puede repetir para cada una de las clases originales.
Por ejemplo, en un problema de clasificación de multiclase de tres clases, en el que clasificas ejemplos con las etiquetas A, B y C, puedes convertir el problema en dos problemas de clasificación binaria separados. Primero, puedes crear un clasificador binario que categorice ejemplos con la etiqueta A+B y la etiqueta C. Luego, podrías crear un segundo clasificador binario que vuelva a clasificar los ejemplos etiquetados como A+B con las etiquetas A y B.
Un ejemplo de un problema de clases múltiples es un clasificador de escritura a mano que toma una imagen de un dígito escrito a mano y decide qué dígito, del 0 al 9, está representado.
Si la pertenencia a la clase no es exclusiva, es decir, un ejemplo se puede asignar a varias clases, esto se conoce como un problema de clasificación de etiquetas múltiples.