strateegilistes olukordades, kus ühe osapoole valiku soodsus sõltub teiste poolte tehtud valikutest. Mänguteoorial on rakendusi sotsiaalteadustes (sealhulgas politoloogias ja majandusteaduses), bi oloogias, filosoofias ja mujal. Näide Üht mänguteooriat tuntakse vangi dilemma nime all. Kui kaks süüalust vaikivad, ei saa kohus kummalegi määrata maksimumkaristust ning mõlemad saavad vaid aasta karistust. Kui üks teise peale keelt kannab, langeb tema osaks miinimumkaristus, teine aga saab aga 10 aastat. Mõlema ülestunnistuse puhul ootab mõlemat vaid viis aastat. Sellistel eeldustel oleksid ratsionaalsed kahtlusalused vait, kuid lootuses aastaga pääseda, võivad nad mõlemad või üks neist teha ebaratsionaalseid valikuid. Nobeli preemia Aastal 1994 pälvis ta Nobeli majandusauhinna panuse eest mänguteooria vallas. Ta on üks väheseid matemaatikuid, kes on Nobeli auhinna pälvinud, sest matemaatikaauhinda välja ei anta.
Sel juhul on võimalik kokku leppida näiteks ka viigis. Selliseid mänge nimetatakse nullsummamängudeks (nt male). Mänguteooria rakendamisel on vajalik määrata erinevad kriteeriumid (osalejate arv, nende informeeritus, mängu eesmärk jne). Üht mänguteooriat tuntakse vangi dilemma nime all. Kui kaks süüalust vaikivad, ei saa kohus kummalegi määrata maksimumkaristust ning mõlemad saavad vaid aasta karistust. Kui üks teise peale keelt kannab, langeb tema osaks miinimumkaristus, teine aga saab 10 aastat. Mõlema ülestunnistuse puhul ootab mõlemaid 5 aastat. Selliselt oleksid ratsionaalsed kahtlusalused vait, kuid lootuses aastaga pääseda, võivad mõlemad või üks neist teha ebaratsionaalseid otsuseid. Kuni on tegemist ühe otsustajaga, seega ei saa kerkida probleemi, kuidas selle ainsa otsustaja poolt vastu võetud optimaalne otsustus mõjutab teiste otsustajate tegevust (või teiste selle ainsa otsustaja oma).