Pojazd autonomiczny to każdy rodzaj pojazdu, który do działania nie wymaga instrukcji w czasie rzeczywistym od operatora. Samodzielność pojazdu wiąże się z nadaniem mu znacznego poziomu wewnętrznej zdolności decyzyjnej. Autonomiczne łodzie podwodne i samochody zostały opracowane do różnych celów.
Aby pojazd autonomiczny mógł podejmować przydatne decyzje w czasie rzeczywistym, czujniki muszą otrzymywać informacje zwrotne z otoczenia. Jakaś forma komputera pokładowego, często mały mikroprocesor, może pobrać te dane i określić stan pojazdu. Może to być tak proste, jak śledzenie bieżącej lokalizacji pojazdu, ale może również obejmować inne rodzaje pomiarów danych. Komputer pokładowy następnie wdraża zaprogramowane reakcje w oparciu o jego aktualny stan, aby pojazd autonomiczny zachowywał się w inteligentny sposób.
Badania nad łodziami podwodnymi o zdolnościach autonomicznych rozpoczęły się około 50 lat temu. Te autonomiczne pojazdy podwodne (AUV) są wykorzystywane przez przemysł naftowy i gazowy do mapowania dna morskiego przed zbudowaniem podmorskiej infrastruktury, takiej jak pola naftowe i gazowe. W wojsku pojazdy AUV są wykorzystywane do wykrywania innych okrętów podwodnych i monitorowania obszarów chronionych pod kątem nowych obiektów, takich jak miny. Naukowcy badający jeziora i oceany mogą uznać autonomiczny pojazd za przydatny do gromadzenia danych wizualnych i kompozycyjnych.
Mars Exploration Rovers można określić jako półautonomiczne, ponieważ mogą podejmować szereg niezależnych decyzji nawigacyjnych. Ta zdolność została zaprojektowana ze względu na opóźnienia w komunikacji w obie strony między Ziemią a Marsem. Opóźnienia te mogą wynosić od około 6 minut do pełnych 40 minut w zależności od położenia planet. Aby pomóc łazikom w dalszych postępach w danym dniu, inżynierowie zaprogramowali je tak, aby przyjmowały ogólne instrukcje od ludzkich operatorów. Łaziki mogą też samodzielnie podejmować określone decyzje. W łazikach można zaprogramować różne poziomy „odwagi” i „tchórzostwa”, w zależności od tego, jak niebezpieczny jest lokalny teren.
Niedawno amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA) sponsorowała serię konkursów mających na celu opracowanie samochodu bez kierowcy. W DARPA Grand Challenge zespoły rywalizowały ze sobą, aby jak najszybciej pokonać tor terenowy. W 2007 roku DARPA sponsorowała wyzwanie miejskie, które obejmowało kurs w środowisku miejskim. Powszechnie uważa się, że wyzwania DARPA miały na celu zachęcenie do rozwoju autonomicznego pojazdu zdolnego do działania we wrogich miejskich strefach wojennych. Sugerowano jednak zastosowanie samochodu bez kierowcy również do użytku cywilnego.