Після побудови ієрархічної моделі і складення матриць попар¬них порівнянь настає черга наступного етапу МАІ — ієрархічного синтезу.Сутність цього етапу полягає у побудові вектора рейтингових оцінок альтернативних рішень (стратегій) шляхом синтезу векторів пріоритету матриць попарних порівнянь часткових цілей, кри¬теріїв тощо.Вектори пріоритету щодо елементів певного рівня ієрархії, які попарно порівнюються між собою (рядки матриць попарних порівнянь), можна обчислити в такі способи:
• як головний власний вектор матриці;
• як середньогеометричне елементів рядків матриці (окремо для кожного рядка);
• іншими методами.
Ігровий підхід до МАІ (скорочено: ІМАІ ― ігровий метод аналізу ієрархій) є розвитком моделі, запропонованої Сааті .
Згідно з його умовою експерти оцінювали елементи ієрархічної моделі виходячи з певного інтуїтивно ними зафіксованого (прогнозованого) стану економічного середовища. Очевидно, що оцінювання експертів можна зробити ефективнішими, якщо виходити з позиції теоретико-ігрової моделі і ввести до розгляду множину станів економічного середовища Це виправдано тим, що побудова матриці попарних порівнянь для кожного стану економічного середовища є значно простішою, а тому й точнішою процедурою, порівняно з використовуваною в МАІ.
ІМАІ можна реалізувати й іншим шляхом, коли кожне порівняння елементів-«нащадків» відносно «батьківського» елемента здійснюється послідовно для кожного стану економічного середовища . У результаті таких n процедур порівнянь між собою елементів-«нащадків» отримуємо n матриць попарних порівнянь. Отримані матриці розміщуються паралельно одна одній, утворюючи при цьому паралелепіпед (вісь абсцис — рядки матриць, вісь ординат — їх стовпчики, вісь аплікат — стани економічного середовища).