Elke mogelijke toestand van een puzzel en elke toegestane beweging tussen toestanden vormen samen de probleemruimte. Het is de mentale of formele representatie van een probleem die de begintoestand, de doeltoestand en de operatoren die de ene toestand in de andere transformeren, omvat.

Newell en Simon introduceerden het concept in hun analyse van menselijk probleemoplossend vermogen. Zoeken binnen de probleemruimte kan uitputtend zijn of geleid worden door heuristieken die het aantal overwogen paden reduceren. De grootte en structuur van de ruimte bepalen de moeilijkheidsgraad. Experts snoeien de ruimte effectief door veelbelovende richtingen te herkennen; beginners verkennen vaak onproductief.

Goed gedefinieerde problemen hebben duidelijk afgebakende ruimtes; slecht gedefinieerde problemen vereisen dat de oplosser de ruimte zelf construeert. Inzicht in probleemruimtes helpt bij het ontwerpen van instructies, beslissingshulpmiddelen en zoekalgoritmen voor kunstmatige intelligentie. De manier waarop een probleem wordt geformuleerd, bepaalt de grenzen waarbinnen oplossingen kunnen verschijnen.

• Representatie van toestanden en operatoren in een probleem
• Omvat de beginsituatie, het doel en de juridische stappen.
• Zoeken kan systematisch of heuristisch zijn.
• Expertise verkleint de effectieve zoekruimte.