实质审查是发明专利申请审批程序的第二个阶段，主要是从技术角度确定发明的专利性，即审查其是否符合专利法所规定的新颖性、创造性和实用性的要求。一般来说，申请人向专利局提出实质审查请求并缴纳了审查费以后，即开始进行实质审查。但是，对国计民生有重大作用的发明，专利局认为必要的时候，可以自行对发明专利申请进行实质审查。

实质审查的请求，应当自申请日起三年内提出，该请求可以在提交发明专利申请的同时提出，也可以在发明专利申请公布后或者更迟一些时候提出，以便申请人有比较充裕的时间对其发明做出恰当的估价。申请人于正当理由在上述三年期限内不请求实质审查的，该申请即被视为撤回。

在发明专利申请进行实质审查的进程中，专利局的一项重要工作是进行文献检索。专利合作条约（缩写为ＰＣＴ）组织规定其成员国在审批专利进必须检索“最低限度文献量”为指定的七国和两个国际组织自1920年以来公布的专利文献及152种5年的非专利文献。审查员有针对性地查找与申请专利的发明直接有关的文献。作为判断该发明有无专利性的依据。

审查员把实质审查中的意见以书面形式通知申请人，要求申请人就申请中一些不符合专利法规定的内容陈述意见或者进行修改。这种信件来往可以根据具休情况进行一次或者多次。在特殊情况下，审查员和申请人也可以通过会见，当面解释一些收面难以表达清楚的问题。

专利局将实质审查结果以决定书的形式通知申请人，并予以公告。决定书分为两种：

（1）驳回决定书：发明专利申请经申请人陈述意见或者进行修改后，专利局仍然认为不符合专利法规定时，予以驳回并详细列举驳回的理由。

（2）审定决定书：如果在实质审查中没有发现驳回理由，专利局应当作出授予发明专利权的决定，发给发明专利证书，并予以登记和公告。