Fangens dilemma kan også observeres i miljøpolitikk. Land kan velge å redusere utslipp for å bidra til bekjempelse av klimaendringer eller fortsette med høye utslipp for å bevare kortsiktig økonomisk vekst. Hvis ett land reduserer sine utslipp mens andre ikke gjør det, kan det første landet oppleve økonomiske ulemper uten tilsvarende global miljøgevinst. Dette fører ofte til at ingen land ønsker å ta det første steget mot omfattende utslippsreduksjoner, til tross for at globalt samarbeid ville være det mest rasjonelle for hele planeten.