La teoria de jocs és una branca de la matemàtica aplicada que estudia les situacions estratègiques en què els jugadors escullen diferents accions en un intent per maximitzar els guanys o retorns.[1] També pot definir-se com un estudi de les situacions de cooperació i conflicte entre dos o més jugadors que decideixen fer un intercanvi i de quines accions depèn la resolució del problema, en què les dues parts hi troben avantatges, que poden ser per tres fonts diferents: perquè les parts tenen preferències diferents, perquè tenen diferents habilitats per produir un bé o un servei, resoldre uns tipus de problemes, o perquè disposen d'informació diferent.[2]
És un camp d'estudi relativament jove. Primer es va desenvolupar com una eina per entendre el comportament econòmic, però avui dia s'ha aplicat al comportament animal i al desenvolupament de les espècies per la selecció natural. Alguns exemples de la teoria de jocs, com ara el dilema del presoner, en què la decisió racional d'interès propi afecta negativament a tots els participants, s'utilitzen en les ciències polítiques, l'ètica i la filosofia. Recentment ha rebut l'atenció dels científics informàtics, atès que pot aplicar-se als camps de la intel·ligència artificial i de la cibernètica.
Encara que és similar a la teoria de les decisions, la teoria de jocs estudia les decisions que es realitzen en un ambient on diversos jugadors interaccionen. És a dir, estudia les eleccions de comportament òptim en les quals els costos i els beneficis de cada opció no són fixos, sinó que depenen de les eleccions dels individus.