Als Gefangenendilemma wird ein Gedankenexperiment oder entscheidungstheoretisches Dilemma bezeichnet, aus dem ein mathematisches Spiel der Spieltheorie hervorgegangen ist. Es beschreibt eine Situation, in der sich zwei Handelnde („Spieler“) unabhängig und ohne Rücksprache zwischen zwei Verhaltensweisen entscheiden müssen, wobei der Erfolg oder „Ertrag“ für den Einzelnen von der Entscheidung des jeweils anderen stark beeinflusst wird.
Beim Gefangenendilemma handelt es sich um ein symmetrisches Spiel mit vollständiger Information, das sich entsprechend in Normalform darstellen lässt. Beide Gefangenen werden beschuldigt, gemeinsam eine Straftat begangen zu haben. Die für beide Gefangenen identische dominante Strategie besteht darin, zu gestehen und dadurch auch implizit den anderen zu beschuldigen. Diese Strategie ist zwar weder für den einzelnen Gefangenen noch in Summe optimal, stellt aber das einzige Nash-Gleichgewicht dar. Hingegen würde eine Kooperation der Gefangenen untereinander – also zu schweigen oder die gemeinsame Tat zu leugnen – für beide zu einer niedrigeren Strafe führen.
Das Gefangenendilemma taucht bei einer Vielzahl soziologischer und ökonomischer Fragestellungen auf. In den Wirtschaftswissenschaften wird das Gefangenendilemma als Teil der Spieltheorie auch den entscheidungsorientierten Organisationstheorien zugeordnet.[1][2][3] Es ist nicht zu verwechseln mit dem Gefangenenparadoxon über bedingte Wahrscheinlichkeiten und dem Problem der 100 Gefangenen der Kombinatorik.