Fiecare stare posibilă a unui puzzle și fiecare mișcare legală între stări constituie spațiul problemei. Este reprezentarea mentală sau formală a unei probleme care include starea inițială, starea țintă și operatorii care transformă o stare în alta.

Newell și Simon au introdus conceptul în analiza lor asupra rezolvării problemelor umane. Căutarea în spațiul problemei poate fi exhaustivă sau ghidată de euristici care reduc numărul de căi luate în considerare. Mărimea și structura spațiului determină dificultatea. Experții elimină eficient spațiul prin recunoașterea direcțiilor promițătoare; novicii explorează adesea neproductiv.

Problemele bine definite au spații clar specificate; problemele prost definite necesită ca rezolvitorul să construiască singur spațiul. Înțelegerea spațiilor problemelor ajută la proiectarea instrucțiunilor, a instrumentelor de luare a deciziilor și a algoritmilor de căutare prin inteligență artificială. Modul în care este formulată o problemă stabilește limitele în care pot apărea soluții.

• Reprezentarea stărilor și operatorilor într-o problemă
• Include starea inițială, obiectivul și mișcările legale
• Căutarea poate fi sistematică sau euristică
• Expertiza reduce spațiul de căutare eficient