Hensikten med dette steget er å identifisere, validere og velge rotårsaker som skal elimineres. Et stort antall potensielle rotårsaker (prosessinnganger, X) for prosjektproblemet identifiseres via rotårsaksanalyse (for eksempel et fiskebeindiagram). 3-4 potensielle rotårsaker velges ved hjelp av flerstemmegivning eller annet konsensusverktøy for videre validering. Det lages en datainnsamlingsplan og data samles inn for å fastslå det relative bidraget til hver rotårsak til prosjektmetrikken (Y). Denne prosessen gjentas inntil "gyldige" rotårsaker kan identifiseres. Innen Six Sigma brukes ofte komplekse analyseverktøy, men det er akseptabelt å bruke grunnleggende verktøy dersom disse er passende.