狀態空間法是一種基於解答空間的問題表示和求解方法，它以狀態和操作符為基礎。在人工智慧領域，狀態空間法將問題的所有可能狀態抽象為一個狀態空間，並通過搜尋來尋找解決問題的路徑。狀態空間表示法提供了一種方便簡捷的方法來針對多輸入、多輸出的系統進行分析並建立模型，尤其適用於分析線性時變系統、多輸人多輸出系統，甚至非線性系統。
在經典控制理論中，狀態空間法通過表示狀態變數之間的關係來描述系統，而現代控制理論中，狀態空間法被用來描述系統，其中系統被看作一個有階數的狀態空間。階數等於狀態變數數，也等於儲能元件數和傳遞函式特徵方程的階數。狀態空間法利用狀態變數、輸入激勵函式和系統元件模型的參數組成的一組一階微分方程（狀態變數方程）來求出狀態變數，以便最終求得系統的輸出回響。
需要注意的是，狀態空間法在求解問題時可能會遇到「組合爆炸」的問題，即需要擴展過多的節點，這使得它只適用於表示比較簡單的問題。