A játékelmélet segítségével elemzik az evolúciós stratégiákat és versengő fajok közötti kölcsönhatásokat. Ez lehetővé teszi az evolúciós stabilitás vizsgálatát és annak kutatását, hogy hogyan alakulnak ki különböző viselkedési formák a különböző egyedek között.
A játékelméletet alkalmazhatjuk az alapvető részecskék, kvantumrendszerek és az atomok kölcsönhatásainak vizsgálatában. A kvantum-játékelmélet lehetővé teszi az ilyen rendszerek optimális stratégiáinak meghatározását, és segít a kvantumfolyamatok és az információ átvitelének elemzésében.
A játékelmélet segíthet a fizikusoknak megérteni a komplex rendszerek viselkedését, mint például a biológiai rendszerek, a szociális hálózatok vagy a közlekedési hálózatok. Ezáltal megérthetik a rendszerek stabilitását, egyensúlyi pontjait, instabilitásait és más fontos tulajdonságait.
A játékelméletet használják a véletlenszerű eseményekkel kapcsolatos fizikai rendszerek modellezésére és elemzésére, például a fizikai folyamatokban megjelenő zaj vizsgálatára és a valószínűségi viselkedés elemzésére.
A játékelmélet segítségével tömegek viselkedésére adhatunk valószínűségi becslést, meghatározhatjuk embercsoportok döntésének valószínűségét különböző interakciók esetén.