玩法
井字棋圖一兩個玩家，一個打圈(O)，一個打叉(X)，輪流在3乘3的格上打自己的符號，最先以橫、直、斜連成一線則為勝。
如果雙方都下得正確無誤，將得和局。
這種遊戲實際上是由第一位玩家所控制，第一位玩家是攻，第二位玩家是守。
第一位玩家在角位行第一子的話贏面最大（見圖一），第二位玩家若是在邊位下子，第一位玩家就可以以兩粒連線牽制著第二位玩家，然後製造“兩頭蛇”。
玩過這個遊戲的人大都會發現，如果兩個玩家都作出最好的選擇，這個遊戲是一定會平局的。所以，井字棋最常使用是作為兒童遊戲。
雖然這個遊戲看上去很簡單，但是它的整個過程卻複雜得多。
從理論上講，“井字棋”一共可能有19683種現象和362880種過程。（如果不把追求獲勝的判定算進去的話）
當獲勝導致遊戲結束時，就只剩下255168種可能過程。假設其中X都是先手：
那么其中131184次將為X獲勝，77904次將為O獲勝，46080次為平局。
而當無視O和X的序列並消除所有對稱的情況，就只剩下138種可能的結果了，其中91次是由X獲勝，44次是由O獲勝，只有3個獨特的情況下才產生平局。
（在我看來，“井字棋”更像是一種由占據優勢的X鍛鍊劣勢下的O去尋找能夠平局的3種方式的過程，這，在對兒童邏輯能力的培養上的確會有很好的作用。）
不過既然是遊戲，這其中必然還是有策略的，如果你依照以下的優先順序去玩這個遊戲，你將有最完美的表現：
1.獲勝：當你有兩粒連子的時候，把他們連成3個。
2.阻擋：如果對方有兩粒連子，阻止它們構成3連。
3.分枝：營造你可以通過兩條路徑獲勝的機會。
4.阻止對方的形成分枝：
方法一：造成二連迫使對方阻擋，前提是對方的阻擋不能使對方獲勝。
方法二：占據對方可以用來做成分枝的點。
5.中心：占據中心。
6.對角：如果對方在角上，占據與之相對的角。
7.空角：占據空餘的角落。
8.空邊：占據空餘的邊側。
X玩家（先手）有三種可能的開局方式，一般來說，占據邊、角、心中的任何一位X都有機會贏或至少逼平，然而選擇角作為開局時留給O的選擇是最少的（也就是說這時候O最容易走錯）。
對於O玩家來說，他們必須選擇中心以應對選擇角的開局，選擇角來應對選擇中心的開局，當X開局選邊時，O必須選擇中心、與X相鄰的角或者與X相對的邊，不然就會輸。
比如下圖中，最後一行2、4、5、8、9、11、12的應對都是錯誤的。
正確的開局應對一旦結束，根據以上的優先順序走棋就會到達平局。所以一般來說，只有當X玩得不好時O才能夠獲勝。
變化
因為原本的遊戲如果下法無誤，將得和局，所以出現變化，玩法是在下完第六子時(後方第三子)，最初的第一子要消失，第七子下完第二子消失，以此類推，保持盤上只有六子，下子後必須先處理消失之子，方可判斷是否連成一條線，這種玩法普通在紙上玩時，通常不用圈叉，多以不同顏色數字來表示（不然難以分辨何子先下，但是高手可以不用數字），不過後來各類翻譯機都內建此遊戲，就都以圈叉表示了，此種玩法難度增高，先下者如下在邊則必勝，如下在別的地方，一樣正確進行會和局，但是由於變化複雜，多數人難以計算此變化，容易下錯，增加遊戲娛樂性。
人工智慧
井字棋這種遊戲的變化簡單，常成為博弈論和遊戲樹搜尋的教學例子。這個遊戲只有765個可能局面，26830個棋局。如果將對稱的棋局視作不同，則有255168個棋局。
由於這種遊戲的結構簡單，早期這遊戲就成為了人工智慧的一個好題目。學生都要從既有的玩法中，歸納出遊戲的致勝之道，並將策略演繹成為程式，讓電腦與用戶對弈。
世界上第一個電腦遊戲，1952年為EDSAC電腦製作的OXO遊戲，就是以該遊戲為題材，可以正確無誤地與人類對手下棋。
變種
立體井字棋
由原來的平面過三關，改變成為立體的3x3x3過三關。不過趣味不高，因為只要先手下在立方體中央就保證必勝。
（1）三子棋
