Die jeweiligen Verfahrensarten ergeben sich aus den besonderen Vorschriften des Patent-, Gebrauchsmuster-, Halbleiterschutz-, Marken-, Design- und Sortenschutzgesetzes.
Eine Verfahrensart ist das Beschwerdeverfahren. In jeder Verfahrensordnung, die in den Zuständigkeitsbereich des Bundespatentgerichts fällt, existiert auch ein Beschwerdeverfahren. In diesem Fall entscheiden die Beschwerdesenate des Bundespatentgerichts als gerichtliche Kontrollinstanz über Beschlüsse des Deutschen Patent- und Markenamtes und des Bundessortenamtes. Die Entscheidungen werden in tatsächlicher und rechtlicher Hinsicht umfassend überprüft. Hierzu stellt das Bundespatentgericht auch eigene Ermittlungen (Amtsermittlungsgrundsatz) an. Das Bundespatentgericht entscheidet, ob ein Schutzrecht (Patent, Gebrauchsmuster, Topographie von Halbleitererzeugnissen, Marke, Design, Pflanzensorte) erteilt oder die Eintragung in das Register zu versagen oder gar zu löschen ist.
Gegen die zweitinstanzlichen Beschlüsse der Beschwerdesenate des Bundespatentgerichts gibt es das Rechtsmittel der Rechtsbeschwerde zum Bundesgerichtshof. Der Bundesgerichtshof ist das höchste Gericht der ordentlichen Gerichtsbarkeit mit Sitz in Karlsruhe. Eine Rechtsbeschwerde führt zu einer rechtlichen Überprüfung der angefochtenen Entscheidungen. An die tatsächlichen Feststellungen des Bundespatentgerichts ist der Bundesgerichtshof dagegen grundsätzlich gebunden. Die Rechtsbeschwerde ist nur unter bestimmten Voraussetzungen zulässig, nämlich wenn das Bundespatentgericht sie in seiner Entscheidung ausdrücklich zugelassen hat. Ohne besondere Zulassung kann eine Rechtsbeschwerde nur wirksam erhoben werden (zulassungsfreie Rechtsbeschwerde), wenn der Beschwerdeführer einen der im Gesetz ausdrücklich aufgezählten schwerwiegenden Verfahrensfehler - etwa mangelndes rechtliches Gehör - rügt.
Über Klagen auf Erklärung der Nichtigkeit, d. h. der Unwirksamkeit eines eingetragenen Patents, entscheidet das Bundespatentgericht als erstinstanzliches Gericht. Zuständig hierfür sind die Nichtigkeitssenate des Bundespatentgerichts. Das Patentnichtigkeitsverfahren ist ein vom Eintragungsverfahren losgelöstes Verfahren, in dem über die Wirksamkeit von eingetragenen nationalen Patenten, europäischen Patenten mit Wirkung für die Bundesrepublik Deutschland oder ergänzenden Schutzzertifikaten zu entschieden wird.
Das Nichtigkeitsverfahren wird beim Bundespatentgericht eingeleitet, indem gegen den Patentinhaber oder die Patentinhaberin eine Klage eingereicht wird. Eine Nichtigkeitsklage gegen ein Patent wird meist als Folge einer Verletzungsklage erhoben. Über eine Klage, ob jemand ein erteiltes Patent verletzt (Patentverletzungsklage), entscheiden die Gerichte der ordentlichen Gerichtsbarkeit, nämlich die Landgerichte, Oberlandesgerichte und letztendlich der Bundesgerichthof (sog. Trennungsprinzip). Im Verletzungsverfahren klagen Patentinhaber oder Patentinhaberinnen (Kläger oder Klägerinnen) gegen potentielle Verletzer (Beklagte). Im Patentnichtigkeitsverfahren sind potentielle Verletzer Kläger oder Klägerinnen und Patentinhaber Beklagte. Wird eine Nichtigkeitsklage abgewiesen, so wirkt diese Entscheidung nur zwischen den am Verfahren beteiligten und im Urteil benannten Parteien. Wird das Patent jedoch ganz oder teilweise für nichtig erklärt, so wird es mit rückwirkender Kraft für und gegen alle vernichtet oder beschränkt, d. h. die Wirkungen gehen über die Beteiligten des Nichtigkeitsverfahrens hinaus. Die Nichtigerklärung oder die Beschränkung wird im Patentregister vermerkt und im Patentblatt bekannt gemacht.
Ein Nichtigkeitssenat entscheidet auch erstinstanzlich über Verfahren wegen der Nichtigkeit eines ergänzenden Schutzzertifikats oder wegen Erteilung oder Rücknahme einer Zwangslizenz sowie der Höhe der Gebühr für eine Zwangslizenz.
Gegen die Urteile des Bundespatentgerichts ist das Rechtsmittel der Berufung gegeben. Rechtsmittelinstanz ist der Bundesgerichtshof. Da auch der Instanzenzug der ordentlichen Gerichtsbarkeit für die Patentverletzungsverfahren in letzter Instanz vor beim dem Bundesgerichtshof endet, ist die Sicherung einer einheitlichen Rechtsprechung gewährleistet. Der Bundesgerichtshof ist in den Berufungsverfahren ausnahmsweise Tatsacheninstanz, d.h. er überprüft das angefochtene Urteil nicht nur in rechtlicher, sondern auch in tatsächlicher Hinsicht.