目的：探究人工智能（AI）辅助学习对医学生学习绩效的影响。方法：采用一般人口社会学资料调查表、AI使用问卷、学习投入量表和学习继续量表对安徽省4所医学院校的3 010名医学生进行横断面调查。结果：3 010名医学生中，使用过AI工具辅助学习的学生2 257人（74.98%），与未使用过AI工具辅助学习的学生相比，使用过AI工具辅助学习的学生的学习投入和学习绩效水平更高（P <0.01）；多元线性回归分析表明，相对于未使用过AI工具辅助学习的医学生，使用过和坚持使用AI工具辅助学习对医学生的学习投入和学习绩效有正向影响（P <0.01）；坚持使用AI工具辅助学习的医学生中，使用AI工具探究低认知—封闭型（LC）和高认知—封闭型（HC）问题对其学习投入和学习绩效均有正向影响（P <0.01）；倾向值匹配法检验AI工具使用对学习投入和学习绩效的作用具有稳健性：相较于未使用过AI工具辅助学习的医学生，使用过的医学生的学习投入[（average treatment effect on the treated,ATT）=0.209,P <0.01]和学习绩效（ATT=0.213,P <0.01）更高；相较于没有坚持使用AI工具辅助学习的医学生，坚持使用的医学生的学习投入（ATT=0.103,P <0.01）和学习绩效（ATT=0.081,P <0.01）更高；对学习投入和学习绩效差距来源的OB分解法效应分解结果表明：相比于未使用过AI工具辅助学习的医学生，使用过AI工具辅助学习的医学生的学习投入平均高0.219分，可解释2组学生学习投入差异的92.24%；学习绩效平均高0.205分，可解释2组学生学习绩效差异的90.73%%。结论：医学生使用AI工具辅助学习，可以有效提升学习投入和学习绩效，有助于学习目标的达成。