實質審查亦稱完全審查制度，1836年創設于美國。隨著科學技術的不斷進步，發明創造的數量日益增多，登記制往往使沒有任何科學技術價值的申請也獲得專利權，這引起了許多專利使用者的不滿，因此輿論要求對發明內容進行實質審查，即除形式審查外，還要進行新穎性、創造性、實用性的實質審查，再確定是否授予專利權。實質審查制中又分為即時審查制和延遲審查制兩種。1.即時審查制，又稱為一次性審查制。即專利局對申請案進行形式審查之后，無需申請人提實質審查請求，就隨即對專利申請的內容進行新穎性、創造性和實用性審查，以確定是否授予專利權。
即時審查制的優點是可以確保所授予專利權的專利質量，減少訴訟糾紛，這使審查程序得到一定的簡化。其缺點是審批時間較長，且需要有龐大的專利審查機構。目前，美國、蘇聯、加拿大、瑞典、印度等國家實行這種審查制度。2.延遲審查制，又叫早期公開請求審查制。即專利局在對專利申請案進行形式審查之后，不立即進行實質審查，而是先將申請案公開，申請人可以自申請日起一段時間內的任一時間請求實質審查，待申請人提出實質審查請求之后，在已公開的情況下，專利局才進行實質審查。
申請人在法定期限內不提出實質審查請求則被視為自動撤回申請。各國規定請求實質審查的法定期限不同，大致2～7年。日本、西德、荷蘭等為7年，澳大利亞等國為5年，巴西為2年，我國則為3年。早期公開延遲審查制的優點是：加速了專利信息的交流;給申請人充分時間來考慮是否提出實質審查請求和什么時候提出實審請求，申請人中有一部分將根據實際情況放棄實質審查請求的，從申請人來講避免了被駁回，節約了審查費用，從專利局來講減輕了審批的工作量，使審查員能集中精力審查處理那些提出實審請求的專利申請案。但是，這種審查制時間太長，使專利申請案長期處于懸而未決的狀態，容易造成糾紛。另外從早期公開到頒發專利證書這一段時間是法律上的臨時保護期，在這期間申請人的權益得不到充分、可靠的保護?？偟膩碚f，早期公開延遲審查制綜合了形式審查和即時審查制的優點，解決了專利制度發展歷史上出現的比較尖銳的矛盾，被越來越多的國家所采用。