סיווג מרובה-מחלקות יכול לשמש כהרחבה של סיווג בינארי ליותר משתי סיווגים. אם אפשר להקצות כל דוגמה רק למחלקה אחת, אפשר לטפל בבעיית הסיווג כבעיית סיווג בינארית, שבה מחלקה אחת מכילה אחת מהמחלקות הרבות, והמחלקה השנייה מכילה את כל המחלקות האחרות ביחד. לאחר מכן אפשר לחזור על התהליך לכל אחד מהמחלקות המקוריות.
לדוגמה, בבעיית סיווג עם שלוש מחלקות, שבה אתם מסווגים דוגמאות באמצעות התוויות A, B ו-C, תוכלו להפוך את הבעיה לשתי בעיות סיווג בינאריות נפרדות. ראשית, אפשר ליצור מסווג בינארי שמסווג דוגמאות באמצעות התווית A+B והתווית C. לאחר מכן, תוכלו ליצור סיווג בינארי שני שמסווג מחדש את הדוגמאות שמסומנות בתווית A+B באמצעות התווית A והתווית B.
דוגמה לבעיה עם כמה מחלקות היא סיווג כתב יד שמקבל תמונה של ספרה בכתב יד ומחליט איזו ספרה, מ-0 עד 9, מיוצגת.
אם החברות בכיתה לא בלעדית, כלומר דוגמה יכולה להיות מוקצית לכמה כיתות, זוהי בעיית סיווג מסוג תוויות מרובות.