蜈蚣博弈（Centipede game）是一種雙人博弈遊戲，由Robert Rosenthal在1981年提出，其結構類似於一條蜈蚣，因此得名。遊戲由兩個玩家輪流進行選擇，可以選擇合作或不合作。如果玩家選擇不合作，博弈將直接結束，該玩家獲得預設的收益P，而另一個玩家的收益則稍低。如果兩個玩家都選擇合作，則博弈繼續，每輪合作都會使總收益增加，但每個玩家的絕對收益會減少。博弈進行有限輪，如果兩玩家一直選擇合作，兩人最後的收益相同。
蜈蚣博弈具有數個純策略納什均衡和唯一的子博弈精煉均衡（subgame perfect equilibrium），所有這些均衡的特點是兩名玩家的首次選擇均是不合作，博弈會在先手玩家選擇不合作後直接結束。儘管均衡結果給出了明確的預測，但在有關蜈蚣博弈的行為實驗中，人們很少會在首輪就結束博弈，而是常常會選擇部分合作，將博弈進行到更高輪次以獲取更高收益。
蜈蚣博弈是動態博弈問題的一種，展示了合作與不合作策略之間的複雜互動。它不僅在理論上具有重要意義，也在實驗和實際套用中揭示了人類決策行為的複雜性。