Beslutningsproblemet ( tysk: Entscheidungsproblem ) er et problem i matematikkens grundlag , formuleret af David Hilbert i 1928 : at finde en algoritme , der som input ville tage en beskrivelse af ethvert løselighedsproblem (et formelt sprog og en matematisk udsagn " " i dette sprog) - og ville efter et begrænset antal trin stoppe op og give et af to svar: "Sandt!" eller "False!", afhængigt af om udsagnet " " er sandt eller falsk. Svaret kræver ikke begrundelse, men skal være sandt.
En sådan algoritme kunne for eksempel bekræfte Goldbach -hypotesen og Riemann-hypotesen, på trods af at beviserne (og gendrivelserne) endnu ikke er kendt. Uløseligheden af opløsningsproblemet (uløseligheden af sættet af sande aritmetiske formler) for et aritmetisk sprog indeholdende "lighed", "addition" og "multiplikation" er en konsekvens af dette sæts ikke-aritmetiske natur. Nonaritmeticitet er en konsekvens af Tarskis teorem "om uudtrykkeligheden af begrebet sandhed i et sprog ved hjælp af det samme sprog" [1] .
I 1936 udgav Alonzo Church og uafhængigt Alan Turing artikler, hvor de viste, at der ikke er nogen algoritme til at bestemme sandheden af udsagn i aritmetik , og derfor har det mere generelle beslutningsproblem heller ingen løsning. Dette resultat er kendt som "Church-Turing-sætningen" .