诞生于1968年的Dendral是世界上第一个专家系统，由斯坦福大学E.A.费根鲍姆领导的团队与化学家于1965年开始研发。它利用化学家的专业知识，根据质谱仪测定的未知酮类和醇类等有机化合物的数据，判断未知有机化合物的分子结构。随后出现的Mycin和Internist等专家系统推动了专家系统的深入研究和在各行各业的广泛应用，也使得专家系统成为了人工智能发展最迅速的研究方向。

专家知识库、自动推理机和知识获取系统是专家系统中的三个最核心的模块。知识工程师在与专家进行全面和深入交流的过程中，通过知识获取工具，准确而又全面地整理出专家的专业知识，并采用规则、语义网络、框架、一阶谓词逻辑、过程、脚本等方法表示专家的知识，存储到专家知识库中。根据知识表示方法的不同，专家系统采用相应的推理方法（如规则推理），实现自动推理。

专家系统还提供一个人机界面、推理解释模块、动态数据区，用户通过人机界面向专家系统提出问题和信息，推理解释模块向用户解释专家系统的每个推理步骤以及结论的合理性，动态数据区保存着推理过程中的信息。