La interoperabilidad semántica es la capacidad de los sistemas sistemas informáticos para intercambiar datos con un significado inequívoco y compartido. La interoperabilidad semántica es un requisito para habilitar la lógica computable de la máquina, la inferencia, el descubrimiento de conocimiento y la federación de datos entre sistemas de información.[1]​ 
Por lo tanto, la interoperabilidad semántica se refiere no solo al empaquetado de datos (sintaxis), sino a la transmisión simultánea del significado con los datos (semántica). Esto se logra agregando datos sobre los datos (metadatos) y vinculando cada elemento de datos a un vocabulario compartido controlado. El significado de los datos se transmite con los datos en sí, en un "paquete de información" autodescriptivo que es independiente de cualquier sistema de información. Es este vocabulario compartido y sus enlaces asociados a una ontología, el que proporciona la base y la capacidad de interpretación, inferencia y lógica de la máquina. 
La interoperabilidad sintáctica es un requisito previo de la interoperabilidad semántica. La interoperabilidad sintáctica se refiere a los mecanismos de empaquetado y transmisión de datos. En salud, NHL ha estado en uso durante más de treinta años (que es anterior a Internet y la tecnología web) y utiliza el carácter de canalización (|) como delimitador de datos. El estándar actual de Internet para el marcado de documentos es XML, que utiliza "<>" como delimitador de datos. Los delimitadores de datos no transmiten ningún significado a los datos, su única función es la de estructurar los datos. Sin un diccionario de datos para traducir el contenido de los delimitadores, los datos no tienen sentido. Si bien hay muchos intentos de crear diccionarios de datos y modelos de información para asociarlos con estos mecanismos de empaquetamiento de datos, ninguno ha sido práctico de implementar. Esto solo ha perpetuado la continua "babelización" de datos y la incapacidad de intercambiar datos con significado. 
Desde la introducción del concepto de Web Semántica por Tim Berners-Lee en 1999,[2]​ ha habido un creciente interés y aplicación de los estándares W3C (World Wide Web Consortium) para proporcionar capacidades de inferencia, federación e inferencia de datos semánticos a escala web .