Lors de la deuxième étape, on détermine de manière objective quel est le problème technique à résoudre. Pour ce faire, il convient d'étudier la demande (ou le brevet), l'état de la technique le plus proche et les différences au niveau des caractéristiques (qu'elle soient structurelles ou fonctionnelles) entre l'invention et l'état de la technique le plus proche (ces différences étant appelées également "les caractéristiques distinctives de l'invention", puis de formuler le problème technique.

Les caractéristiques qui ne contribuent ni en soi ni en combinaison avec d'autres caractéristiques à la solution d'un problème technique ne sont pas prises en considération pour apprécier l'activité inventive (cf. T 37/82, JO 2/1984, 71 et T 294/89, non publiée au JO). Une telle situation peut par exemple se présenter lorsqu'une caractéristique contribue uniquement à résoudre un problème non technique, tel qu'un problème se posant dans un domaine exclu de la brevetabilité (cf. T 931/95, JO 10/2001, 441).

Dans le cadre de l'approche problème-solution, on entend par problème technique l'objectif et la tâche consistant à modifier ou à adapter l'état de la technique le plus proche en vue d'obtenir les effets techniques qui constituent l'apport de l'invention par rapport à l'état de la technique le plus proche. Le problème technique ainsi défini est souvent dénommé le "problème technique objectif".

Il se peut que le problème technique objectif formulé de cette façon soit différent de ce que le demandeur a présenté dans sa demande comme "le problème". Ce dernier peut devoir être reformulé, car le problème technique objectif est basé sur des faits établis objectivement, figurant notamment dans l'état de la technique révélé au cours de la procédure, qui peut être différent de l'état de la technique dont le demandeur avait effectivement connaissance à la date de dépôt de la demande. En particulier, l'état de la technique cité dans le rapport de recherche peut placer l'invention dans une perspective entièrement différente de celle qui découle de la lecture de la seule demande.

La mesure dans laquelle le problème technique peut être reformulé doit être évaluée au regard des faits dans chaque cas particulier. En principe, tout effet produit par l'invention peut être utilisé comme base pour reformuler le problème technique, dès lors que ledit effet peut être déduit de la demande telle qu'elle a été déposée (cf. T 386/89, non publiée au JO). On peut également s'appuyer sur de nouveaux effets présentés ultérieurement par le demandeur au cours de la procédure, à condition que l'homme du métier soit en mesure de discerner que ces nouveaux effets étaient implicitement contenus dans le problème technique tel que formulé initialement ou avaient un rapport avec celui-ci (cf. IV, 9.11 et T 184/82, JO 6/1984, 261).

Il y a lieu de noter que le problème technique objectif doit être formulé de telle façon qu'il ne préjuge pas de la solution. En effet, introduire dans l'énoncé du problème certains éléments de la solution selon l'invention conduira immanquablement à apprécier a posteriori l'activité inventive lorsque l'on se référera à l'état de la technique considéré du point de vue de ce problème (T 229/85, JO 6/1987, 237).

La notion de "problème technique" devrait quoi qu'il en soit être interprétée au sens large ; elle n'implique pas nécessairement que la solution constitue une amélioration technique par rapport à l'état de la technique. Ainsi, le problème pourrait consister simplement à chercher une solution de remplacement à un dispositif ou à un procédé connu offrant les mêmes effets ou des effets similaires ou présentant un meilleur rapport performances-coût.

Le problème technique objectif doit parfois être considéré comme un assemblage de plusieurs "problèmes partiels". Tel est le cas lorsque l'ensemble des caractéristiques distinctives, combinées entre elles, ne produit aucun effet technique, mais que plusieurs problèmes partiels sont résolus indépendamment l'un de l'autre par différents jeux de caractéristiques distinctives (cf. IV, 9.9 et T 389/86, JO 3/1988, 87).