A pesquisa ou busca internacional tem como objetivo determinar o estado da técnica relacionado com o objeto do pedido de patente. Fornece, assim, subsídio ao depositante para tomar a decisão de dar continuidade ou não ao seu pedido, dependendo do resultado da busca internacional.

A pesquisa é efetuada por uma Repartição Nacional ou Organização Intergovernamental de Patentes, credenciada pela Organização Mundial da Propriedade Intelectual - OMPI , e denominada "Administração Encarregada da Busca Internacional" (International Searching Authority - IA ), Essa Repartição ou Organização Intergovernamental, para ser credenciada pela OMPI deve satisfazer as exigências mínimas estipuladas na Regra 36 do Regulamento do PCT.

A Repartição Receptora pode selecionar uma ou mais Administrações Encarregadas da Pesquisa Internacional que serão competentes para realizar as buscas dos pedidos internacionais depositados nas ditas Repartições. No caso dos Brasil é possivel selecionar como ISA, os escritórios de patentes da Europa, Suécia, Áustria ou Estados Unidos.

O relatório de busca internacional consiste principalmente de uma lista de referências a documentos de patentes publicados e artigos de revistas técnicas que podem conflitar com cada reivindicação do pedido internacional. O relatório contém indicações sobre o grau de relevância de cada um dos documentos listados  para as questões críticas de patenteabilidade: novidade e atividade inventiva. Para todo o pedido internacional depositado após 1 de o janeiro de 2004, junto com o relatório de busca, a ISA prepara uma opinião escrita sobre a patenteabilidade, que fornece ao depositante uma análise detalhada do potencial de sua invenção. O relatório de busca internacional e a opinião e escrita são comunicados pela ISA diretamente ao depositante.

Uma vez recebido o relatório de busca internacional o depositante tem um prazo para apresentar emendas do quadro reivindicatório, se julgar necessário. Essas emendas são apresentadas diretamente ao Escritório Internacional (IB).

Os depositantes podem, se assim desejarem, submeter comentários informais à ISA em resposta a esta opinião escrita; dessa forma, ele têm uma oportunidade de responder aos argumentos e conclusões da opinião escrita.

Posteriormente a ISA emitirá um relatório internacional preliminar sobre a patenteabilidade (International Preliminary Report on Patentability IPRP - Capítulo I). Este relatório IPRP é tornado disponível ao público logo que os 30 meses contados da data de prioridade tenha expirado.