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囚徒困境是博弈论中著名的案例之一。所谓囚徒困境，大意是这个样子的。
有一天，某富翁在家中被杀，财物被窃。警方在侦破此案的过程中，抓到了汤姆、杰克两个犯罪嫌疑人，并从他们的住处搜出了被害富翁家中丢失的财物。面对呈现在眼前的物证，他们承认了自己的偷窃行为，但却矢口否认杀害富翁，辩称是先发现富翁被杀，然后他俩只是顺手牵羊偷了点儿东西。
针对两人的狡辩，警方对他们进行了隔离审讯。为了分化瓦解他们，检察官分别对两人说了以下一段话：
本来你们的偷盗罪证据确凿，可以就此判你们1年刑期。但是，按照将功赎罪制度，如果你主动坦白并且揭发同伙的杀人罪行，我们将对你进行从宽发落，判你无罪释放，但你的同伙要被判30年刑期；如果你顽抗到底，拒不坦白，而被同伙检举出你的杀人行为，那么你就要受到严惩，将被判刑30年，你的同伙将被无罪释放；当然，如果你们两人都坦白，那么你们都将只被判15年刑期。
在这里，博弈的决策主体——汤姆和杰克各有两个选择，即坦白和抵赖。
这两个嫌疑犯该怎么办呢？他们面临着两难的选择——坦白还是抵赖。显然，最好的选择是两人都选择抵赖，都得到最好的结果——只判刑1年（杀人罪按照疑罪从无原则，证据不足无法成立，只能以偷盗罪各判每人1年刑期）。但是由于两人处于隔离的情况下，没有串供的条件，所以他们不得不仔细考虑对方可能采取什么策略，以及对方采取的策略对自己有什么影响。
心理较量就这样开始了，汤姆和杰克都是绝对精明的人，都只在乎减少自己的刑期，并不关心自己的选择会对对方产生什么影响，对方因为自己的决策又将被判多少年刑期。
汤姆会这样推理：假如杰克选择抵赖的话，我只要坦白，马上就可以无罪释放，获得自由，而我若抵赖则要坐牢1年，显然坦白比抵赖要划算得多；假如杰克选择坦白的话，我若抵赖，则要坐30年牢，坦白却只坐15年牢，显然还是坦白为上策。所以说，无论杰克选择抵赖还是坦白，我的最佳选择都是坦白，还是坦白交代了吧！
同样，杰克也跟汤姆一样会算计，也会如此推理。
囚徒困境之所以称为困境，就是因为这局博弈的最终结果对两个参与者来说都是最坏的，两个嫌疑犯都选择坦白，结果皆被判刑15年。这对他们个人来说都是从自身利益出发的最佳选择，符合他们的个体理性选择。因为坦白交代者可能会被无罪释放，显然比自己抵赖可能会独自承受30年刑期要好。而原本对双方都有利的策略——两个人都抵赖，每人被判1年刑期就不会出现。
囚徒困境是典型的非合作博弈的范例，为我们探讨合作是怎样形成的提供了极为形象的解说方式，其产生不良后果的原因是两个嫌疑犯都从利己目的出发，最终损人不利己，合作没有实现。反过来我们就可看到：彼此达成合作是最好的利己策略，但合作必须符合以下黄金定律：“己所不欲，勿施于人。”在此基础之上的合作才能形成一个和谐的、良好的社会环境。
在囚徒困境中，最好的策略直接取决于对方所采用的策略，取决于对方所采取的策略为双方发展合作留出多大的余地。独立于对方所用策略之外的、从利己目的出发的、最好的决策是不存在的。
实际上，囚徒困境是现实生活中许多现象的一个抽象概括，有着广泛而深刻的意义。同一行业不同企业之间激烈的价格竞争就是囚徒困境的典型现象。在价格博弈中，只要双方都以对方为敌手，只关心自己的利益，那么不管对方采取怎样的决策，自己采取低价策略总会占便宜，就如同囚徒困境中的犯罪嫌疑人始终认为自己坦白为最佳决策一样，这就促使双方都采取低价策略。如可口可乐公司和百事可乐公司之间的价格竞争、各大航空公司之间的价格战，等等。
如果双方进行合作，共同制定比较高的价格，就可以避免无休止的价格大战并获得较高的利润。但是这些企业往往处于利益驱动的囚徒困境之中，双赢也就成了泡影。不同企业之间五花八门的价格联盟总是非常短命，原因也就在这里。