自動駕駛汽車又稱無人駕駛汽車、電腦駕駛汽車或輪式移動機器人，是一種通過電腦係統實現無人駕駛的智能汽車。自動駕駛汽車依靠人工智能、視覺計算、雷達、監控裝置和全球定位係統協同合作，讓電腦可以在沒有任何人類的主動操作下，自動安全地操作機動車輛。
自動駕駛汽車使用視頻攝像頭、雷達傳感器以及激光測距器來了解周圍的交通狀況，並通過一個詳盡的地圖（通過有人駕駛汽車采集的地圖）對前方的道路進行導航。這一切都是通過穀歌的數據中心來實現的，穀歌的數據中心能處理汽車收集的有關周圍地形的大量信息。
車頂的“水桶”形裝置是自動駕駛汽車的激光雷達，它能對半徑60米的周圍環境進行掃描，並將結果以3D地圖的方式呈現出來，給予計算機最初步的判斷依據。
穀歌在汽車的後視鏡附近安置了一個攝像頭，用於識別交通信號燈，並在車載電腦的輔助下辨別移動的物體，如前方車輛、自行車或是行人。很多人第一眼會覺得這個像是方向控製設備，而事實上這是自動駕駛汽車的位置傳感器，它通過測定汽車的橫向移動來幫助電腦給汽車定位，確定它在馬路上的正確位置。
在自動駕駛汽車上分別安裝了4個雷達傳感器（前方3個，後方1個），用於測量（和前置攝像頭一同配合測量）汽車與前後左右各個物體間的距離。
自動駕駛汽車最重要的主控計算機被安排在後車廂，這裏除了用於運算的計算機外，還有拓普康（日本一家負責工業測距和經營醫療器械的廠商）的測距信息綜合器，這套核心裝備將負責汽車的行駛路線、方式的判斷和執行。
自動駕駛汽車技術由斯坦福大學教授、穀歌副總裁塞巴斯蒂安·特倫研發。同時穀歌還聘請了來自美國國防高級研究計劃局挑戰賽的一些最好的工程師：克裏斯·厄姆森，是贏得2007年城市挑戰賽的卡耐基梅隆大學技術團隊負責人；邁克·蒙特梅羅，是贏得2005年大挑戰賽的斯坦福大學團隊軟件負責人。
2010年10月9日，穀歌公司在官方博客中宣布，正在開發自動駕駛汽車，目標是通過改變汽車的基本使用方式，協助預防交通事故，將人們從大量的駕車時間中解放出來，並減少碳排放。
2011年10月，穀歌在內華達州和加利福尼亞州的莫哈韋沙漠作為試驗場對汽車進行測試。同年，美國內華達立法機關允許自動駕駛車輛上路，這也是美國首個類似法律。該法律於2012年3月1日正式生效。
2012年4月，穀歌宣布自動駕駛汽車已經開了20萬千米（離強製報廢不遠了）並已經申請和獲得了多項相關專利。
2012年5月7日，內華達州機動車輛管理局（DMV）批準了美國首個自動駕駛車輛許可證。在頒發牌照前，有關官員此前曾在高速公路、卡森城街區和拉斯維加斯大道檢驗過這款汽車，並宣稱，檢驗結果顯示，自動駕駛汽車可以安全行駛，甚至比人工駕駛更加安全。
穀歌公司透露，自動駕駛汽車有望在2012年後的3～5年後推入市場。盡管這一項目還處於試驗階段，但仍然展示了未來與先進計算機技術相結合的交通方式。
這種車輛無人駕駛技術的優點是使出行更安全（因為去除了人為失誤因素），並可緩解交通壓力。而另一些人則覺得這種想法不可信。有時候，駕駛會讓人感到輕鬆愜意，但要讓人們願意托付性命，無人駕駛技術還需要解決許多問題。駕駛員失誤也有其反麵優勢，那就是人類的判斷能力。無人駕駛技術永遠是將保護車輛和車內人員作為第一要務。而一個駕駛員則可能寧願犧牲自己的車來保護他人。類似的問題還有待解決，隻有這樣我們才能安心告訴車該往哪兒走，然後輕鬆享受無人駕駛之旅。