由1960年代雪鐵龍DS改裝的汽車于倫敦科學博物館自動地行駛。

汽車自動化的實驗自1920年代即已開始，但要到1950年代從出現可行的實驗，并取得部分成果。第一部真正自動化的汽車到1980年代才首次出現。

1984年，卡內基美隆大學推動Navlab計劃與ALV計劃；

1987年，梅賽德斯-奔馳與德國慕尼黑聯邦國防大學共同推行尤里卡普羅米修斯計劃。從此以后，許多大型公司與研究機構開始制造可運作的自動駕駛汽車原型，包括梅賽德斯-奔馳、通用汽車、大陸汽車系統、IAV、美安、勞勃·博世公司、日產汽車、雷諾、豐田汽車、奧迪、富豪集團、寶獅汽車、帕爾馬大學的VisLab、牛津大學與Google。2013年7月，Vislab展示了稱之為BRAiVE的自動駕駛汽車，測試路段包含部分（有其他一般車輛）的開放道路。

到了2013年，美國有4個州（內華達州、佛州、加州與密歇根州）通過了允許自動駕駛汽車的法規。2015年，這四州與華盛頓哥倫比亞特區都允許自動駕駛汽車于開放道路上進行測試，維吉尼亞州亦將跟進。

在英文里，自動駕駛汽車可寫作autonomous cars或self-driving cars。2015年7月，《經濟學人》報導，汽車制造商想要區分上述兩個詞之間的不同：

汽車制造商為了其自身的利益，想要區分兩者（autonomous cars與self-driving cars）間的不同。前者與今日所見的交通工具類似，在特定環境下接管駕駛人的控制而后者則更進一步。方向盤會完全消失，而車輛在全程行駛間均會使用與前者所備有之感測器、雷達與GPS等相同之系統。少數私家車仍會繼續存在，而城鄉間的道路上將可能充滿著共享的車輛。