Teoria gier – dział matematyki zajmujący się badaniem optymalnego zachowania w przypadku konfliktu interesów.
Charakterystyka Teoria gier wywodzi się z badania gier hazardowych, i taka jest też jej terminologia, jednak zastosowanie znajduje głównie w: ekonomii; biologii, szczególnie w socjobiologii; socjologii; informatyce, patrz: sztuczna inteligencja.
Zastosowanie teorii gier w biologii przez Johna Maynarda Smitha zaowocowało pojawieniem się ewolucyjnej teorii gier i memetyki, a także nowymi zastosowaniami w naukach, które wcześniej bazowały na teorii gier.
Badania w zakresie teorii gier i jej zastosowań wielokrotnie zostały uznane przez komitet Nagrody Nobla. Herbert Simon otrzymał tę nagrodę w 1978 roku za wkład w rozwój ewolucyjnej teorii gier, w szczególności za koncepcję ograniczonej racjonalności. Komitet nagrody określił te rezultaty jako przełomowe badania nad procesem podejmowania decyzji wewnątrz organizacji gospodarczych oraz teorię ich podejmowania. W 1994 roku tę nagrodę otrzymali John Nash, Reinhard Selten i John Harsanyi za rozwój teorii gier i jej zastosowania w ekonomii.