パズルのあらゆる状態と、状態間のあらゆる合法的な移動が、問題空間を構成します。問題空間とは、初期状態、目標状態、そしてある状態を別の状態に変換する演算子を含む、問題の精神的または形式的な表現です。

ニューウェルとサイモンは、人間の問題解決に関する分析の中でこの概念を導入した。問題空間内での探索は、網羅的に行うことも、検討する経路の数を減らすヒューリスティックによって誘導することもできる。空間の大きさや構造が難易度を決定する。専門家は有望な方向性を認識することで空間を効果的に絞り込むが、初心者はしばしば非生産的な探索を行う。

明確に定義された問題には、明確に指定された領域が存在する。一方、不明確な問題では、解決者が自らその領域を構築する必要がある。問題領域を理解することは、指示、意思決定支援ツール、人工知能探索アルゴリズムの設計に役立つ。問題の捉え方によって、解決策が現れる範囲が決まる。

• 問題における状態と演算子の表現
• 初期状態、目標、および合法的な動きを含む
• 検索は体系的に行うことも、ヒューリスティックに行うこともできる。
• 専門知識は有効な検索空間を縮小する