Podejścia algorytmiczne Historycznie wyróżnia się metody geometryczne (oparte na położeniu i wzajemnych odległościach cech twarzy), metody holistyczne, traktujące obraz twarzy jako całość (eigenfaces, fisherfaces), oraz metody oparte na lokalnych deskryptorach tekstury. Od 2014 roku niemal wszystkie systemy o wysokiej skuteczności wykorzystują reprezentacje uczone przez głębokie sieci neuronowe.
Rozpoznawanie trójwymiarowe i w podczerwieni Systemy trójwymiarowe rejestrują kształt twarzy za pomocą czujników głębi, co zmniejsza wpływ oświetlenia i pozwala rozpoznawać twarz pod różnymi kątami. Przykładem jest Face ID firmy Apple, w którym kamera TrueDepth rzutuje na twarz tysiące niewidocznych punktów podczerwieni i tworzy jej mapę głębi. Matematyczna reprezentacja twarzy jest szyfrowana i przetwarzana wyłącznie w wydzielonym układzie Secure Enclave, bez opuszczania urządzenia. Według producenta prawdopodobieństwo odblokowania urządzenia przez przypadkową osobę wynosi mniej niż 1 do 1 000 000.