V teorii vypočitatelnosti a teorii výpočetní složitosti je rozhodovací problém otázka v nějakém formálním systému s odpovědí ano nebo ne. Odpověď závisí na hodnotách vstupních parametrů. Rozhodovací problémy se typicky objevují v matematických otázkách rozhodnutelnosti, tj. v otázce existence efektivní metody pro určení existence nějakého objektu nebo jeho příslušnosti k množině. Některé z nejdůležitějších problémů v matematice jsou nerozhodnutelné.