Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi dan menganalisis implementasi teknologi deep learning dalam meningkatkan efektivitas pembelajaran Pendidikan Agama Islam (PAI) yang berbasis literasi digital. Perkembangan teknologi kecerdasan buatan (Artificial Intelligence), khususnya deep learning, membuka peluang besar dalam dunia pendidikan, termasuk dalam pembelajaran agama yang selama ini masih cenderung bersifat konvensional. Deep learning memungkinkan terciptanya sistem pembelajaran yang lebih adaptif, personal, dan interaktif sesuai dengan karakteristik dan kebutuhan peserta didik. Penelitian ini menggunakan pendekatan kual itatif dengan jenis studi kepustakaan (library research) yang diperkuat dengan studi lapangan melalui observasi, wawancara, dan dokumentasi terhadap guru PAI dan praktisi teknologi pendidikan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa integrasi deep learning dalam pembelajaran PAI dapat dilakukan melalui berbagai media dan aplikasi, seperti chatbot islami, sistem kuis otomatis berbasis pemahaman, analisis teks Al-Qur’an dan hadis, serta rekomendasi materi berbasis kebutuhan siswa. Penggunaan teknologi ini mendorong peningkatan literasi digital siswa, mempercepat pemahaman konsep-konsep keislaman secara kontekstual, serta menciptakan pengalaman belajar yang lebih menarik dan partisipatif. Namun, keberhasilan implementasinya sangat bergantung pada kesiapan infrastruktur teknologi, kompetensi guru dalam literasi digital, serta desain kurikulum yang adaptif terhadap perkembangan teknologi. Penelitian ini merekomendasikan perlunya pelatihan guru PAI dalam pemanfaatan teknologi kecerdasan buatan, serta pengembangan kebijakan pendidikan yang mendukung integrasi teknologi digital dalam pembelajaran agama. Dengan demikian, pembelajaran PAI tidak hanya relevan dengan tantangan zaman, tetapi juga mampu menanamkan nilai-nilai Islam secara efektif kepada generasi digital.