نظرية اللُّعْبَة عملية رياضية لتحديد الطريقة الأكثر نجاحاً للشخص عند اللعب. وهي مجموعة قوانين ينبغي على اللاعبين اتباعها. وفي أي لعبة، كلعبة الورق، على سبيل المثال، ينبغي على كل لاعب أن يختار التصرف المناسب لمجرى المباراة. تساعد هذه النظرية اللاعب في أن يختار طريقة اللعب التي يحقق من خلالها، أفضل النتائج. وفي نهاية معظم الألعاب، يتسلم اللاعب النتيجة التي تمثل درجة نجاحه.

تستخدم غالباً نظرية اللعب في دراسة النشاطات التي لا تعد ألعاباً. بعض العمليات العسكرية، كالقتال الجوي على سبيل المثال تعد لعبة. كما استخدمت نظرية اللعبة في دراسة المشكلات المعقدة في الاقتصاد، والعلوم السياسية، وفي علم الاجتماع. طور جون فون نيومان، وهو عالم رياضيات أمريكي، نظرية اللعبة خلال الثلاثينيات والأربعينيات من القرن العشرين.