Das Problemlösen besteht für die Psychologie im Auffinden eines vorher nicht bekannten Weges von einem gegebenen Anfangszustand zu einem gewünschten und mehr oder minder genau bekannten Endzustand. Siehe dazu Problem.
Hauptkomponenten des Problemlösungsverhaltens sind Vorwärts- und Rückwärtsplanung, d.h., ein Mensch überlegt bei der Vorwärtsplanung, in welche Zustände sich der gegebene Anfangszustand durch den Einsatz bestimmter Operatoren umwandeln lässt. Durch die Vorwärtsplanung entsteht ein Planungsbaum, dessen einzelne Punkte oder Zustände durch bestimmte Handlungen verbunden sind. Stimmt ein Endpunkt des Planungsbaumes mit dem gewünschten Endpunkt überein, so ist ein Weg vom Anfangszustand zum Endzustand gefunden und somit das Problem gelöst.
Die Rückwärtsplanung besteht aus dem Aufbau eines Planungsbaumes vom gewünschten Endzustand her, wobei nachgedacht wird, von welchem Zustand mit welcher Handlung der Endzustand erreichbar ist. Vor- und Rückwärtsplanung können beim Problemlösen intermittierend und einander ergänzend auftreten.