博弈论在多智能体系统中发挥着重要作用，它提供了分析各种自主智能体之间相互作用的框架，这些智能体可以代表个人、组织甚至软件实体。多智能体系统中的每个智能体通常旨在实现自己的目标，但由于资源有限或目标冲突，它们的决策可能会相互影响。博弈论有助于理解这些相互作用，并制定可以实现参与智能体的最佳结果的策略。
博弈论在多智能体系统中的一个常见应用是设计合作或竞争的协议。例如，考虑一个场景，其中多台机器人被指派在仓库中运送包裹。在这里，博弈论可以帮助确定这些机器人应如何分担工作，以最小化交付时间，同时避免碰撞。通过将它们的相互作用建模为游戏，每个机器人可以根据其他机器人的潜在行动制定最佳行驶路线的策略。这可以实现更加高效的操作，因为博弈论提供了如何平衡个人目标与系统整体利益的见解。
此外，博弈论还促进了对均衡状态的分析，比如纳什均衡，在该均衡状态下，如果其他智能体保持其策略，则没有一个智能体会因为改变其策略而获得利益。这个概念对于维护多智能体系统的稳定性至关重要。例如，在一个拍卖场景中，多个竞标者竞争某一资源，理解均衡可以帮助智能体决定如何出价而不至于资源过度承诺。因此，博弈论不仅有助于制定策略，还确保智能体能够在竞争环境中共存并有效运作，从而提升整体系统性能。