Nella teoria dei giochi, un gioco bayesiano è un gioco in cui le informazioni dei giocatori sulle caratteristiche degli altri giocatori (per esempio i loro payoff) sono incomplete. Seguendo il suggerimento di John C. Harsanyi si può modellizzare un gioco di questo tipo inserendo la Natura tra i giocatori, cioè immaginando che le caratteristiche dei giocatori siano "estratte a sorte".
Tali giochi sono chiamati bayesiani a causa della analisi probabilistica inerente al gioco. I giocatori hanno inizialmente convinzioni o credenze (belief) riguardo ai tipi degli altri giocatori (dove un belief è una distribuzione di probabilità sui possibili tipi per un giocatore), e li aggiornano secondo la regola di Bayes in modo da tenere conto della nuova informazione ricevuta nel corso del gioco.