Het gevangenendilemma is een klassiek probleem uit de speltheorie. Het beschrijft een situatie waarin twee individuen (bijvoorbeeld verdachten) moeten kiezen tussen samenwerken of elkaar verraden, zonder te weten wat de ander doet.
Als beiden samenwerken (zwijgen), krijgen ze een relatief milde straf.
Als één verraadt en de ander zwijgt, gaat de verrader vrijuit en krijgt de ander een zware straf.
Als beiden verraden, krijgen ze allebei een middelzware straf.
Het dilemma is dat rationeel eigenbelang (verraden) leidt tot een slechter resultaat voor beiden dan samenwerken.