Problem obliczeniowy, zadanie obliczeniowe – zadanie, które może być rozwiązane za pomocą komputera lub innej maszyny liczącej. Na opis problemu obliczeniowego składają się: zbiór danych wejściowych (ang. input) oraz warunki jakie ma spełniać wynik, czyli dane wyjściowe (ang. output). Bardziej formalnie, przez problem obliczeniowy możemy rozumieć funkcję, która przekształca zbiór danych wejściowych na zbiór danych wyjściowych. Pojęcie problemu obliczeniowego leży u podstaw informatyki rozumianej jako nauki zajmującej się przetwarzaniem informacji, gdyż praktycznie każde zadanie informatyczne można rozważać jako problem obliczeniowy.
Metody rozwiązywania problemów obliczeniowych nazywamy algorytmami, a dziedzina nauki, która zajmuje się ich konstrukcją i badaniem, to teoria algorytmów.