Trong thuật ngữ của người chơi Rubik, một "thuật toán" (khái niệm này khác với thuật toán trong toán học) là một bộ các bước để thực hiện một công việc nào đó: chuyển từ trạng thái ban đầu đến trạng thái mong muốn. Các phương pháp giải khác nhau sử dụng các thuật toán khác nhau; với mỗi thuật toán cần nắm được công dụng và cách dùng.

Hầu hết thuật toán chỉ ảnh hưởng một phần nhỏ của khối mà không thay đổi các phần khác, chẳng hạn như xoay các khối ở góc, đổi vị trí các khối ở cạnh v.v. Một số thuật toán có tác dụng phụ làm thay đổi vị trí các mảnh khác lại thường đòi hỏi ít nước đi hơn và được dùng nhiều khi bắt đầu giải (chưa cần quan tâm tới vị trí các mảnh khác).

Thuật toán xoay nhanh

Các thuật toán xoay nhanh được tạo ra để giải khối Rubik trong thời gian nhanh nhất có thể. Phương pháp thường dùng nhất được phát triển bởi Jessica Fridrich, là phương pháp giải theo từng lớp có kết hợp các bước so với phương pháp thông thường tuy nhiên đòi hỏi người sử dụng phải nhớ một lượng thuật toán khá lớn (118 thuật toán). Các bước chính trong phương pháp này bao gồm: Cross (thực hiện tạo dấu cộng ở mặt chính); F2L (hoàn thành tầng 1 và tầng 2 cùng một lúc); OLL (làm đúng màu mặt cuối cùng); PLL (đổi tất cả các viên còn lại để tạo thành một Cube hoàn chỉnh)

Một phương pháp khác được phát triển bởi Lars Petruss bao gồm việc giải một khối 2×2×2 rồi đến 2×2×3 và các cạnh được giải bởi một bộ thuật toán 3 bước, thường tránh được một thuật toán 32 bước về sau. Do đó phương pháp này được dùng trong các cuộc thi có tính số bước xoay.

Thuật toán căn bản

Hầu hết các phương pháp giải chỉ cần 4 hoặc 5 thuật toán nhưng không hiệu quả, cần tới khoảng 100 hoặc 150 lần xoay để giải, trong khi phương pháp của Fridrich chỉ cần khoảng 55 lần xoay.

Philip Marshall đã phát triển thêm phương pháp của Fridrich, cần 65 lần xoay tuy nhiên chỉ cần nhớ 2 thuật toán[6].

Phương pháp phát triển bởi Ryan Heise[7] không dạy cho người chơi một thuật toán nhất định mà chỉ ra các quy tắc của khối để người chơi suy luận; phương pháp này có thể giải khối Rubik trong khoảng 40 lần xoay.

Thuật toán tối ưu

Các thuật toán giải bằng tay đã đề cập tuy dễ học nhưng kém hiệu quả. Từ khi trò chơi được phát minh đã có rất nhiều nỗ lực để tìm các cách giải nhanh hơn.

• Năm 1982, David Singmaster và Alexander Frey đã dự đoán rằng số bước cần thiết để giải khối Rubik là "Khoảng dưới 20"
• Năm 2007 Daniel Kunkle và Gene Cooperman dùng máy tính và các phương pháp tìm kiểm để cho thấy mọi cấu hình của khối 3×3×3 có thể được giải trong 26 bước[8][9]
• Năm 2008, Tomas Rokicki giảm con số này xuống còn 22 bước[4][10]

Để giải Rubik tối ưu khoảng dưới 20 bước các bạn có thể dùng phần mềm Cube Explorer 4.65.