カオスニューロンを構成要素とするニューラルネットワークをカオスニューラルネットワークと呼ぶ。 カオスニューロンの入力は、ネットワーク外部から受け取るものと、フィードバック入力とに分けてモデル化される。 M個の外部入力とN個のニューロン間相互結合を持つカオスニューラルネットワークのi番目のニューロンの振る舞いは式(3.4)で表される。 [5]
ここで 
は時刻t+1におけるi番目のニューロンの出力、 
はj番目の外部入力 
からのi番目のニューロンへの結合係数、 
は時刻tにおけるj番目の外部入力の大きさ、 
はj番目のニューロンからi番目のニューロンへの結合荷重、関数hは出力と次の刺激に対する不応性との関係を与える関数、 
、 
、 
はそれぞれ外部入力、ニューロン間の相互結合、不応性の時間減衰定数である。 
はi番目のニューロンの閾値である。
式(3.4)において、外部からの入力を表す項を 
、ニューロン間の相互結合を表す項を 
、ニューロン自身の不応性の項を 
で表し、hとgを恒等関数とすれば式(3.5)のように簡略化できる。
式(3.5)を用いると、i番目のニューロンの出力は式(3.6)のように表される。
