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在阿奇舒勒开始对大量专利进行分析和研究之初，他就遇到了一个无法回避的问题：如何评价一个专利的创新水平？在海量的专利中，有的专利是在原有基础上，对技术系统内某个性能指标进行的简单改进；有的专利则是提出了原来根本不存在的全新技术系统（如蒸汽机、飞机、互联网），这些人类科技发展史上的里程碑，具有极高的技术含量。显然，这两种专利在创新水平上是有差距的，那么该如何制定一个相对客观的标准来评价它们在创新水平上的差异？阿奇舒勒认为，克服技术系统中存在的矛盾，是创新的最主要特征之一。基于这样的思想，阿奇舒勒提出了发明专利的五个等级，如表1.2所示。
表1.2 发明的五个等级
下面以飞机设计和制造领域的案例来解释这五级发明的内涵。
第一级发明：解决方案明显，属于常规设计问题或技术系统的简单改进，可以利用个人的、本领域的相关专业知识加以解决，大约35%的问题属于这一级。例如，将单层玻璃改成双层玻璃，以增加飞机客舱的保温和隔音效果；运用高强度工程塑料代替飞机上的某些传统金属部件，使其既能够保证材料强度，又能够减轻重量、易于加工，方便个性化定制。这些是技术系统的简单改进，属于一级发明。
第二级发明：对技术系统的局部进行改进，所需知识仅涉及到单一工程领域，常常利用折衷设计思想降低技术系统内存在矛盾的危害性，大约45%的问题属于此等级。例如，需要增加某型号飞机的发动机功率，然而问题在于，发动机功率越大，工作时需要吸入的空气越多，发动机整流罩的直径就要相应增大；而整流罩增大，机罩离地面的距离就会减小，但该距离的减小是不被允许的，此为一对矛盾。折中解决方案的思路是这样的：增大整流罩的直径，以便增加空气的吸入量，但为了不减少整流罩与地面之间的距离，将整流罩底部的曲线变为直线，如图1.1、图1.2所示。这样的解决方案属于二级发明。
图1.1 飞机整流罩改进示意图
图1.2 飞机整流罩改进实物图
第三级发明：对技术系统进行了本质性的改进，大大提升了系统性能。这其中所需的知识涉及不同工程领域，设计过程需解决矛盾，大约16%的问题属于此等级。例如，将传统的活塞式发动机改进为喷气式发动机，能够把吸气、压缩、燃烧、做功四个工作过程连接起来，增加了能量密度。这属于三级发明。
第四级发明：全面升级现有技术系统，引入完全不同的体系和全新的工作原理来完成技术系统的主要功能。这需要用到不同科学领域的知识，大约4%的问题属于此等级。例如，在制造飞机高强度部件时，需要用金刚石刀具进行切割，此时不希望金刚石内部有微小裂纹。因此需设计一种设备，可以将大块金刚石沿已存在的微小裂纹方向分解为小块，以保证每个小块内部没有裂纹。该如何设计这种设备呢？
解决该问题的，需要用到其他领域的知识。在食品工业中，将胡椒的皮与籽分开采用了升压与降压原理：首先将胡椒放在容器中，将容器中的气压升至8个大气压，之后快速降压，这样胡椒的皮与籽就分开了。采用同样的原理，设计一个耐压容器，将大块的金刚石放入之后升压（具体压力值可由实验得到），然后突然降压，大块的金刚石将沿内部微小裂纹分开。通过升压／降压分解金刚石的原理来自于机械行业以外的其他科学领域知识，属于四级发明。
第五级发明：通过发现新的科学现象或新物质来建立全新的技术系统，所需知识涉及到整个人类的已知范畴，只有1%的问题属于此等级。在这个过程中，新的技术系统逐步融合到社会发展过程中，原有技术系统被逐步淘汰。例如，电磁感应的发现成为发明发电机的基础，使蒸汽机和内燃机逐步退出历史舞台；质能方程的提出为后续原子弹的发明做了根本性铺垫，这些都是人类科技发展史上的里程碑，属于五级发明。当前磁流体发动机的飞速发展将有可能取代现有的涡轮或冲压发动机，使低成本的超音速飞行成为可能，但为适应超音速飞行，飞机的气动布局、航控系统等都将进行相应调整，从而颠覆传统的飞机制造技术，也将对人类的出行方式造成影响，因此可视为五级发明。
阿奇舒勒认为，第一级的发明，只是对现有系统的某些参数进行简单改进，并没有针对性地解决矛盾；而对于第五级的发明，通常起源于重大的科学或者技术进步，进而引起人类社会的巨大变革，这样的发明不到发明总数的1%。TRIZ理论对解决第二～四级的发明问题是非常有效的，可以帮助人们完成至少80%的创新产品技术课题；而通过不断地、充分地实践，学会综合利用TRIZ所有工具，则可以帮助人们程序化地迅速解决95%的课题。
技术系统是指人类为了实现某种目的而设计、制造出来的一种人造系统。该定义阐述了技术系统的两个本质：第一，技术系统是一种人造系统，它是人类为了实现某种目的而创造出来的，这也是与自然系统的最大差别；第二，技术系统能够通过提供某种功能，实现人类期望的某种目的。因此，技术系统具有明显的“功能”特征，在对技术系统进行设计、分析的时候，应该牢牢地把握住“功能”这个概念。
一个技术系统往往由多个零件（这个概念不仅仅指实体零件，也可以是虚拟零件）按照一定的关系组合在一起形成的。系统中最小的零件或零件之间的连接关系，通常被称为系统的元素。由这些元素组成的，具有一定功能的集合体通常被称作子系统。一个能够完成一定功能的技术系统往往由多个子系统构成。
任何技术系统包括一个或多个子系统，每个子系统即可执行自身的功能，又可分为更小的子系统。在TRIZ中，最简单的技术系统由两个元素以及两个元素间传递的能量组成。例如，技术系统—“汽车”由“引擎”“换向装置”和“刹车”等子系统组成，而“刹车”又由“踏板”“液压传动装置”等子系统组成。所有的子系统均在更高层系统中相互连接，任何子系统的改变将会影响到更高层系统。当解决技术问题时，常常要考虑子系统和更高层系统之间的相互作用。
子系统是当前系统的一部分，而超系统指可影响整个分析系统的外部要素。需要注意的是，“超系统”的概念与“环境”的概念是截然不同的，系统边界外的要素都可以算为环境要素，但只有系统外部环境要素与系统或系统组件发生关系时才作为超系统来考虑，不发生关系就不是超系统。例如以一部手机为当前系统进行研究，其子系统有“触摸屏”“信号收发系统”“CPU”等，如果要研究的问题涉及无线网络信号的传输，则“无线路由发射器”肯定与系统有关，所以也将其纳入超系统来考虑。如果要研究的问题是触摸屏灵敏度的问题，则不涉及信号发射与传输，此时“无线路由器”没有与系统发生作用，就不是超系统。对超系统组件的详细解释详见2.2.1节。
技术系统是人类为了实现某种功能而设计、制造出来的一种人造系统，在技术系统使用和改进的过程中，其优劣需要进行评价和比较。日常生活中这样的实例俯拾皆是，如我们需要购置一台笔记本电脑，在下单之前会综合考虑其功能、外观、售价、重量、散热性等多方面因素，然后做出最优选择—简而言之，我们用“性价比”的概念来评价产品。用类似的思路来考察技术系统，则在TRIZ理论体系中引入了“理想度”的概念。其基本思路为，技术系统能够提供一个或多个有用功能（useful function），也会附带若干人们不希望出现的副作用，称为有害功能（harmful function）。同时，实现技术系统必须要付出一定的时间、空间、材料、能量等成本（cost）。综合考察，技术系统的理想度（ideality）等于系统实现的有用功能之和除以有害功能之和加成本之和，公式如下：
技术系统不断改进的过程，表现为理想度的不断提升。以我们最熟悉的手机为例，其诞生初始被人们戏称为“大砖头”，重量和体积较大（零件多，制造成本大），信号不稳定（有害功能多），而且也只能实现打电话的功能（有用功能少）。经过若干年的改进，如今的手机已经彻底改头换面，有用功能大大增强（通话、短信、4G网络、App应用、智能终端等），有害功能得到削减（手机辐射、零部件发热等），成本降低也使得手机普及到每一个人手中—这些都表明手机系统的理想度得到了大幅提升。
提升系统理想度的方法，称之为理想化设计。上面的实例已经表明，增加有用功能、减少有害功能、降低成本等思路均可提升系统的理想度，具体来讲：
第一，增加有用功能的数量，或者提升现有有用功能的质量。通过优化提升系统参数，应用新的材料和零部件，给系统加入调节或反馈系统，通过系统与环境的互动引入额外的有用功能，均可达到该目标。
第二，减少有害功能的数量，或者减低现有有害功能的危害。可通过预先防范、变害为利、变废为宝等措施达到该目标。这样的过程既可以发生在系统内部的子系统之间，也可以发生在系统与环境之间。
第三，减小系统的体积和重量，降低系统实现功能所需的时间、能量，以及充分利用系统内可用资源（包括未占用的空间、空闲时间、储存的能量、信息甚至废料等）。利用自然界已有的资源、现象以及科学效应，均可达到降低成本的目标，从而提升理想度。
随着技术系统的不断进化，其理想度会不断地提高，极限的情况是系统的有用功能趋向于无穷大，有害功能和成本则趋近于零，二者的比值（即理想度）为无穷大。此时，技术系统能够实现所有既定的有用功能，但却不占据时间、空间（不存在物理实体），不消耗资源（能量），也不产生任何有害功能—这样的技术系统就是理想系统，这样的状态称为理想化最终结果（Ideal Final Result，IFR），而基于理想系统的概念得到的针对一个特定技术问题理想化解决方案的过程，称为最终理想解
。
最终理想化的状态在现实生活中是不存在的，但是对解决发明问题具有极其重要的意义。首先，IFR为我们指明了创新的方向，能够保证在问题解决过程中始终沿着理想化的方向前进，从而避免了狭隘的视野以及盲目无头绪的试探，破除了传统方法中缺乏目标引导的弊端。其次，对IFR的追求也能规避因客观条件限制而被迫做出折中妥协的弊端，避免了心理惯性，提高了创新设计的效率。
在达成理想状态的过程中，始终需要以理想化的最终结果（IFR）为指引，打破刻板思维的束缚，考虑直接解决矛盾而不是向矛盾妥协，这是TRIZ理论的核心思想和创举之一。因此，“理想化”概念的意义在于，针对试错和依赖灵感等传统思维和创新方法的弊端，TRIZ理论在解决问题之初，首先明确了努力的方向，强调抛开各种客观条件的限制，寻求理想化的状态。