דילמת האסיר היא מקרה קלאסי בתורת המשחקים העוסק בשיתוף פעולה בין שני שחקנים.  שני השחקנים יכולים לשתף פעולה ולחלוק בפרס (או עונש, תלוי בגרסא) או לנסות לגנוב אותו, כך שאם הם מצליחים הרווח שלהם יהיה גדול יותר (עונש קטן יותר), אך אם הם נכשלים הם לא יקבלו כלום (עונש גדול יותר).

הגיעה לידי דוגמא מאוד יפה משעשועון טלוויזיה בריטי. אחד המתמודדים בחר לפתור את הבעיה בדרך מקורית.