Dans la théorie de la calculabilité et la théorie de la complexité informatique, un problème de décision est une question dans un système formel avec une réponse par oui ou par non. La réponse dépend des valeurs des paramètres d'entrée. Les problèmes de décision apparaissent généralement dans les questions mathématiques de décidabilité, c'est-à-dire la question de l'existence d'une méthode efficace pour déterminer l'existence d'un objet ou son appartenance à un ensemble. Certains des problèmes les plus importants en mathématiques sont indécidables.