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无限次重复博弈是指同一个博弈被无限次重复多次。在无限次重复博弈中，对于任何一个参与者的欺骗和违约行为，其他参与者总会有机会给予报复。
由于在无限次重复博弈中，报复的机会总是存在的，如不再与其合作。这样一来，违约或欺骗方会遭受长期的惨重损失，因此每个参与者都不会采取违约或欺骗的行为，囚犯困境合作的均衡解是存在的。
无限次重复博弈是不存在可作为最后一阶段的最后一次博弈, 这使得普通的逆推归纳法无法直接运用。同时, 分析无限次重复博弈没有合适的判断依据, 其原因有二：无限次重复博弈的阶段得益总和在很多情况下都趋于无穷大；无限次重复博弈在现实中是一个漫长的过程。
由于心理上的原因和实际利益的影响, 人们更看重于近期利益, 而对长期利益相对看轻, 因此在分析无限次重复博弈时, 首先应解决不同期得益对博弈方决策的影响的问题。