A döntési probléma ( németül Entscheidungsproblem ) a matematika alapjaiban felmerülő probléma, amelyet David Hilbert fogalmazott meg 1928- ban : olyan algoritmust találni , amely bemenetként bármilyen megoldhatósági probléma leírását veszi (egy formális nyelv és egy matematikai kijelentés " " ez a nyelv) - és véges számú lépés után megáll, és a két válasz egyikét adja: "Igaz!" vagy "Hamis!", attól függően, hogy a " " állítás igaz vagy hamis. A válasz nem igényel indoklást, de igaznak kell lennie.
Egy ilyen algoritmus megerősítheti például a Goldbach -hipotézist és a Riemann-hipotézist, annak ellenére, hogy a bizonyítások (és a cáfolatok) még nem ismertek. Az "egyenlőséget", "összeadást" és "szorzást" tartalmazó aritmetikai nyelv esetében a feloldási probléma (az igaz aritmetikai képletek halmazának megoldhatatlansága) nem aritmetikai jellegének a következménye. A nonaritmeticitás Tarski „az igazság fogalmának ugyanazon nyelven keresztüli kifejezhetetlenségéről” szóló tételének következménye [1] .
1936- ban Alonzo Church és egymástól függetlenül Alan Turing publikált tanulmányokat, amelyekben kimutatták, hogy nincs algoritmus az állítások igazságának meghatározására az aritmetikában , ezért az általánosabb döntési problémának sincs megoldása. Ezt az eredményt "Church-Turing-tételnek" nevezik .