Trò chơi lặp lại là một dạng đặc biệt của lý thuyết trò chơi, trong đó cùng một cấu trúc trò chơi được lặp đi lặp lại nhiều lần, thậm chí vô hạn. Mỗi lần chơi được gọi là "trò chơi giai đoạn". Trong mỗi giai đoạn, người chơi có thể hành động đồng thời hoặc không đồng thời. Do lịch sử hành động của những người chơi khác có thể được quan sát, trong trò chơi lặp lại, mỗi người chơi có thể điều chỉnh chiến lược của mình ở mỗi giai đoạn dựa trên hành vi trước đó của những người chơi khác.

Ví dụ, khi bạn đến chợ mua dưa hấu và do dự vì lo lắng về độ chín, người bán hàng thường nói: "Tôi bán trái cây ở đây lâu rồi, sao lại bán dưa sống cho anh/chị? Nếu có vấn đề cứ quay lại tìm tôi." Ở đây, người bán nhấn mạnh việc "bán trái cây ở đây lâu rồi" khiến bạn yên tâm mua dưa. Trong ngôn ngữ lý thuyết trò chơi, câu nói này có nghĩa là "chúng ta đang tham gia trò chơi lặp lại". Đây là ví dụ về cách các thỏa thuận chính thức hoặc không chính thức trong hợp tác và cạnh tranh kinh tế dài hạn có thể tạo ra hành vi ngay cả khi không có ràng buộc hợp đồng pháp lý.

Đúng như tên gọi, trò chơi lặp lại (repeated game) chỉ việc cùng một cấu trúc trò chơi được lặp lại nhiều lần, mỗi lần chơi gọi là "trò chơi giai đoạn" (stage games). Trò chơi lặp lại là nội dung quan trọng trong trò chơi động, có thể là trò chơi lặp với thông tin đầy đủ hoặc không đầy đủ. Khi trò chơi chỉ diễn ra một lần, mỗi người chơi chỉ quan tâm đến lợi ích tức thời; nhưng nếu trò chơi lặp lại nhiều lần, người chơi có thể hy sinh lợi ích trước mắt vì lợi ích dài hạn, từ đó chọn các chiến lược cân bằng khác nhau. Do đó, số lần lặp lại sẽ ảnh hưởng đến kết quả cân bằng của trò chơi.

Trong trò chơi lặp lại, điều kiện, luật lệ và nội dung mỗi giai đoạn đều giống nhau, nhưng do tồn tại lợi ích dài hạn, các bên phải cân nhắc không gây ra đối kháng, trả đũa hoặc cạnh tranh không lành mạnh ở các giai đoạn sau - không thể bất chấp lợi ích của đối phương như trong trò chơi tĩnh một lần. Đôi khi, một bên thể hiện thái độ hợp tác có thể khiến đối phương hợp tác ở các giai đoạn tiếp theo, từ đó đạt được lợi ích chung dài hạn.

Dưới đây là hai định nghĩa quan trọng:

Định nghĩa 1: Tính tin cậy chỉ việc người chơi đi trước trong trò chơi động có nên tin rằng người chơi đi sau sẽ hành động có lợi hay bất lợi cho mình.

Định nghĩa 2: Nếu chiến lược của các người chơi trong trò chơi động tạo thành cân bằng ở cả trò chơi chính và mọi trò chơi con, thì tổ hợp chiến lược đó được gọi là cân bằng hoàn hảo trò chơi con.

Trong trò chơi lặp lại, tính tin cậy vẫn cực kỳ quan trọng - cân bằng hoàn hảo trò chơi con vẫn là tiêu chuẩn đánh giá sự ổn định của cân bằng. Do tác động kiềm chế của lợi ích dài hạn lên hành vi ngắn hạn, một số đe dọa hoặc lời hứa không khả thi trong trò chơi một lần có thể trở nên đáng tin trong trò chơi lặp, mở ra nhiều khả năng cân bằng hơn.