Um sistema especialista pode ser dividido em três módulos: módulo de diálogo, base de conhecimento e motor de inferência:

O módulo de diálogo tem por finalidade oferecer uma interface para a consulta e apresentação do resultado para o usuário. Esse módulo de diálogo pode oferecer também um shell IA para que o sistema seja programado por meio da introdução de regras de negócio, para que se possa alterar e pesquisar dados na base de conhecimento e gerar interfaces gráficas para o usuário.

Nos sistemas especialistas baseados em regras, o motor de inferência se encarrega de receber as informações do usuário, analisá-las, fazendo associações com as regras definidas na base de conhecimento, aplicando-as corretamente, de forma a obter a solução do problema. Os sistemas especialistas podem ser implementados seguindo duas estratégias: encadeamento para frente e encadeamento para trás. No encadeamento progressivo ou encadeamento à frente, o usuário entra com dados de entrada, o motor analisa os dados aplicando as regras e o resultado é apresentado ao usuário. No encadeamento regressivo, ou encadeamento dirigido por objetivos, o motor de inferência parte de uma hipótese e segue em frente questionando o usuário ou verificando os dados de entrada até que chegue a uma conclusão.