Mahkum ikilemi, sosyal bilimlerin en çok tanınan strateji oyunudur. İlk olarak 1950 yılında RAND çalışanları Merrill Flood ve Melvin Dresher tarafından şekillendirilmiştir. Ardından Albert William Tuckermodele hapis cezası sonucunu eklemiş ve tutsak ikilemi olarak adlandırmıştır.
Klasik şekli ile tutsak ikilemi senaryosu aşağıdaki gibidir:
İki zanlı bir soruşturma kapsamında polis tarafından göz altına alınmıştır. Polis elinde tutuklama için yeterli kanıt olmadığı için her iki zanlıyı ayrı ayrı hücrelere koyup bir anlaşma sunmaktadır. Anlaşmaya göre zanlılardan biri diğerinin aleyhinde tanıklık eder diğeri ise suskun kalırsa, tanıklık eden serbest kalacak susmayı tercih eden taraf ise 10 yıl hapse mahkûm edilecektir. Eğer ikisi de birbirleri aleyhinde tanıklık etmez suskun kalırlarsa her ikisi de 1 yıl hapis cezasına, eğer her ikisi de birbirleri aleyhinde tanıklık ederse, her iki zanlı da beşer yıl hapis cezasına çarptırılacaktır.
Bu çerçevede her iki zanlı tanıklık etmek veya suskun kalmak arasında tercih yapmak zorundadır. Her iki zanlıya da soruşturma sonuna kadar diğerinin kararını öğrenme imkânı tanınmamaktadır, yani farklı odalarda bulunan iki zanlının birbirleri ile iletişim kurma imkânı yoktur. Buna göre karşı tarafın kararından habersiz olan oyuncu 10 yıl hapis yatma ihtimalini göze alamayarak sessiz kalmayacak, karşı taraf aleyhinde tanıklık edecektir. Karşı taraf aleyhine tanıklık ederek 5 yıl gibi daha kısa süreli bir hapis cezasına razı olacak ya da serbest kalacaktır. Oyuncu burada kaybını en aza indirmeyi(kazancını maksimize etmeyi)hedef alacaktır. Karşı tarafın da aynı koşullar altında rasyonel davranarak tanıklık edeceği kaçınılmaz olacaktır. Böylece birbirleri ile iletişim kurmayan iki tarafın iyi niyetli değil de rasyonel davranarak aldıkları karar aslında belki de daha az yatacakları hapis cezasının artmasına neden olmaktadır. Her iki oyuncunun da kısa süreli hapis cezasını uzun olanına tercih ettiği ve her birinin de diğerinin cezasını kısaltmakla herhangi bir fayda elde edemeyeceği varsayıldığında tutsak ikilemi sıfır toplamlı oyunlar kapsamına girmektedir. Oyun teorisinde de olduğu gibi bu oyunda da oyuncuların yegane amacı, diğer oyuncudan bağımsız olarak, kendi kazancını maksimize etmektir.
