Kooperativa stokastiska spel är en gren av spelteorin som studerar konfliktkontrollerade system med icke-deterministiska övergångar från stat till stat där samarbete mellan spelare är möjligt. Stokastiska spel är dynamiska spel där övergången från ett tillstånd (samtidigt spel) till ett annat sker med viss sannolikhet beroende på de strategier som valts av spelarna i detta tillstånd. Under utdelningen av spelare i stokastiska spel är det vanligt att förstå de matematiska förväntningarna på deras utdelning. Stokastiska spel övervägdes först av L. Shapley 1953. Han studerade antagonistiska stokastiska spel av två personer och bevisade förekomsten av en jämviktssituation i stationära strategier i denna klass av spel.
Om vi tillåter möjligheten till samarbete mellan spelare så uppstår flera problem som är utmärkande för samarbetsspel i allmänhet. Den första av dessa är definitionen av den karakteristiska funktionen och verifieringen av dess superadditivitet . Det andra är att hitta, i en viss mening, den optimala uppdelningen av spelarnas maximala totala utdelning. Den tredje är att upprätthålla samarbetet eller kontrollera det samarbetsavtal som spelarna valt för dynamisk stabilitet.
I teorin om kooperativa stokastiska spel antas det att spelarna före spelets start kommer överens om ett gemensamt val av en situation där den maximala matematiska förväntan på spelarnas totala utdelning uppnås (samarbetsavtal). Efter det kan de välja en av de klassiska kooperativa optimalitetsprinciperna som en uppdelning av den resulterande utdelningen. Ett stokastiskt spel är dynamiskt, vilket innebär att spelarna under spelets gång befinner sig i underspel (stokastiska spel som börjar från någon stat) och deras återstående utdelning kanske inte matchar den kooperativa optimalitetsprincipen som de gemensamt valde i början av spelet. Detta kommer att innebära den dynamiska instabiliteten i samarbetsavtalet. Det är möjligt att reglera utbetalningar till spelare vid varje steg i spelet för att uppnå dynamisk stabilitet i samarbetsavtalet.