פרדוקס תנין או דילמת התנין הוא פרדוקס מאותה משפחה של פרדוקסים כמו פרדוקס השקרן (אני שקרן ומשקר עכשיו, האם אני דובר אמת?) .
במסגרת דילמת התנין גנב תנין ילד מהוריו והוא מבטיח להם כי יחזיר להם את הילד אם ואך ורק אם ההורים יצפו נכון מה התנין יעשה בהמשך.
אם ההורים מנחשים שהילד יוחזר – הרי שאין בעיה לוגית. אולם אם ההורה מנחש שהילד לא יוחזר התנין נמצא בדילמה: במקרה שהתנין מחליט לשמור על הילד, הוא מפר את תנאיו: תחזית ההורה אומתה, ויש להחזיר את הילד. עם זאת, במקרה שהתנין מחליט להחזיר את הילד, הוא עדיין מפר את תנאיו, גם אם החלטה זו מבוססת על התוצאה הקודמת: התחזית של ההורה שגתה, ואין להחזיר את הילד. השאלה מה צריך התנין לעשות היא אפוא פרדוקסלית , ואין לה פתרון.
