죄수의 딜레마는 게임이론에 반드시 등장하는 사례이다.

"경찰은 두 명의 죄수를 체포하여 분리된 방에 가두고 같은 제안을 했다.

두 사람 다 자백한다면 가벼운 형벌이 내려질 것이고, 둘 중 한 사람만 자백하고 다른 한 사람은 부인한다면 자백한 사람만 풀려나며 두 사람 다 부인한다면 최고형을 받을 것이다."

두 명의 죄수는 어떤 결정을 할지 서로 알 수 없기 때문에 딜레마에 처하게 되는데, 마치 이러한 사항을 죄수의 딜레마라고 한다. 즉, 자신의 이익을 고려한 선택으로 자신뿐만 아니라 상대방에게도 나쁜 결과를 야기하는 것이다.

경제학자 멜빈드레셔의 연구에서 시작되었으며 이후 수학자 앨버트 터커가 게임이론을 설명하며 위와 같은 가상의 상황을 제시한 데서 죄수의 딜레마라는 이름이 붙었다.

죄수의 딜레마는 일상에서도 접목하여 발견할 수 있는데, 친구들과의 식사자리에서 계산 문제에 적용할 수 있다. 이러한 상황을 글랜스와 허버만은 저녁식사의 딜레마라고 불렀다. 계산방법으로, 여러 명이 값을 똑같이 나누어 계산할 경우 모두가 상대적으로 비싼 메뉴를 주문하여 결국 개인이 계산할 때보다 더 비싼 값을 지불하게 되는 현상이다.

한편, 정치학자 로버트 액설로드는 파트너들을 바꿔가며 반복적으로 죄수의 딜레마 실험을 실시하였는데, 이기적인 전략과 이타적인 전략에서 결국 장기적으로 보았을 때 이타적인 실험 참가자들이 좋은 결과를 얻었다고 하였다.