Une demande de brevet est une requête déposée par une personne, appelée demandeur, auprès d'un office des brevets pour la délivrance d'un brevet d'invention. Une demande de brevet contient généralement, outre la requête elle-même, une description de l'invention, un ensemble d'une ou plusieurs revendications énoncées dans un document officiel, y compris les formulaires officiels nécessaires et la correspondance associée. Les termes demandes de brevet réfèrent également à cette description de l'invention.
La délivrance du brevet relève de la compétence de l'office des brevets auprès duquel la demande a été déposée. Il peut s'agir d'un bureau national, comme l'INPI pour la France ou l'USPTO pour les États-Unis. Il peut également s'agir d'un bureau régional officiant pour plusieurs États, comme l'Office européen des brevets ou encore l'Organisation africaine de la propriété intellectuelle. Le brevet étant un titre associé à un territoire national, la demande de brevet déposée auprès d'un bureau régional sera unique jusqu'à la délivrance du brevet, lequel éclatera alors en autant de brevets nationaux que d'États pour lesquels le demandeur souhaite une protection.
L'instruction de la demande par l'office auprès duquel elle a été déposée est appelée procédure de délivrance. Cette procédure consiste à examiner si la demande de brevet est conforme, tant sur le fond que sur la forme, au droit de la propriété industrielle du ou des pays pour lesquels une protection est recherchée. Une fois que le fascicule de brevet est conforme aux lois de l'office concerné, un brevet peut être délivré pour l'invention décrite et revendiquée par le fascicule.