自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车或轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类的主动操作下，自动安全地操作机动车辆。
自动驾驶汽车使用视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况，并通过一个详尽的地图（通过有人驾驶汽车采集的地图）对前方的道路进行导航。这一切都是通过谷歌的数据中心来实现的，谷歌的数据中心能处理汽车收集的有关周围地形的大量信息。
车顶的“水桶”形装置是自动驾驶汽车的激光雷达，它能对半径60米的周围环境进行扫描，并将结果以3D地图的方式呈现出来，给予计算机最初步的判断依据。
谷歌在汽车的后视镜附近安置了一个摄像头，用于识别交通信号灯，并在车载电脑的辅助下辨别移动的物体，如前方车辆、自行车或是行人。很多人第一眼会觉得这个像是方向控制设备，而事实上这是自动驾驶汽车的位置传感器，它通过测定汽车的横向移动来帮助电脑给汽车定位，确定它在马路上的正确位置。
在自动驾驶汽车上分别安装了4个雷达传感器（前方3个，后方1个），用于测量（和前置摄像头一同配合测量）汽车与前后左右各个物体间的距离。
自动驾驶汽车最重要的主控计算机被安排在后车厢，这里除了用于运算的计算机外，还有拓普康（日本一家负责工业测距和经营医疗器械的厂商）的测距信息综合器，这套核心装备将负责汽车的行驶路线、方式的判断和执行。
自动驾驶汽车技术由斯坦福大学教授、谷歌副总裁塞巴斯蒂安·特伦研发。同时谷歌还聘请了来自美国国防高级研究计划局挑战赛的一些最好的工程师：克里斯·厄姆森，是赢得2007年城市挑战赛的卡耐基梅隆大学技术团队负责人；迈克·蒙特梅罗，是赢得2005年大挑战赛的斯坦福大学团队软件负责人。
2010年10月9日，谷歌公司在官方博客中宣布，正在开发自动驾驶汽车，目标是通过改变汽车的基本使用方式，协助预防交通事故，将人们从大量的驾车时间中解放出来，并减少碳排放。
2011年10月，谷歌在内华达州和加利福尼亚州的莫哈韦沙漠作为试验场对汽车进行测试。同年，美国内华达立法机关允许自动驾驶车辆上路，这也是美国首个类似法律。该法律于2012年3月1日正式生效。
2012年4月，谷歌宣布自动驾驶汽车已经开了20万千米（离强制报废不远了）并已经申请和获得了多项相关专利。
2012年5月7日，内华达州机动车辆管理局（DMV）批准了美国首个自动驾驶车辆许可证。在颁发牌照前，有关官员此前曾在高速公路、卡森城街区和拉斯维加斯大道检验过这款汽车，并宣称，检验结果显示，自动驾驶汽车可以安全行驶，甚至比人工驾驶更加安全。
谷歌公司透露，自动驾驶汽车有望在2012年后的3～5年后推入市场。尽管这一项目还处于试验阶段，但仍然展示了未来与先进计算机技术相结合的交通方式。
这种车辆无人驾驶技术的优点是使出行更安全（因为去除了人为失误因素），并可缓解交通压力。而另一些人则觉得这种想法不可信。有时候，驾驶会让人感到轻松惬意，但要让人们愿意托付性命，无人驾驶技术还需要解决许多问题。驾驶员失误也有其反面优势，那就是人类的判断能力。无人驾驶技术永远是将保护车辆和车内人员作为第一要务。而一个驾驶员则可能宁愿牺牲自己的车来保护他人。类似的问题还有待解决，只有这样我们才能安心告诉车该往哪儿走，然后轻松享受无人驾驶之旅。