تستشعر السيارة ذاتية القيادة محيطها وتسير دون تدخل بشري. تستخدم الكاميرات والرادار والليدار وأجهزة الاستشعار فوق الصوتية لرسم صورة للعالم المحيط بها. ثم يقوم برنامج حاسوبي بتخطيط المسار، واتخاذ القرارات، والتحكم في التوجيه والتسارع والكبح. والهدف هو سيارة لا تتعب ولا تتشتت انتباهها ولا تتأثر بالقيادة تحت تأثير الكحول.

القيادة الذاتية ليست ثنائية. تُحدد جمعية مهندسي السيارات (SAE) ستة مستويات. المستوى صفر يعني انعدام القيادة الآلية. المستويان الأول والثاني يُساعدان السائق. المستوى الثالث يسمح للسيارة بالقيادة الذاتية في ظروف محدودة، مع وجود سائق بشري جاهز للتدخل. المستوى الرابع يُدير معظم عمليات القيادة دون تدخل بشري، ولكن قد يكون مُقيدًا بنطاق جغرافي محدد. المستوى الخامس هو القيادة الذاتية الكاملة في كل مكان، وهو غير موجود حاليًا.

تُشغّل شركة وايمو سيارات أجرة ذاتية القيادة من المستوى الرابع في فينيكس وسان فرانسيسكو ولوس أنجلوس. وكانت شركة كروز قد قدّمت خدمة مماثلة في سان فرانسيسكو قبل أن تُجبرها حوادث السلامة على التوقف مؤقتًا. وتبيع شركة تسلا نظامًا من المستوى الثاني يُسمى "القيادة الذاتية الكاملة"، وهو في الواقع ليس كذلك. وقد تسبب التباين بين التسويق والواقع في حدوث ارتباك، وفي بعض الحالات، حوادث تصادم.

التحديات التقنية هائلة. فالثلوج والأمطار وأعمال البناء تُربك أجهزة الاستشعار. ويتصرف المشاة بشكل غير متوقع. أما الحالات الاستثنائية فلا حصر لها. والمسائل القانونية والأخلاقية لا تقل صعوبة. فعندما يكون الاصطدام حتميًا، من يقرر ما سيحدث؟ لا تزال الإجابة قيد البحث.