המחשבים במכוניות אוטונומיות ממלאים תפקיד מרכזי בתהליך הנהיגה, תוך שילוב של חיישנים, תוכנה ולמידת מכונה לקבלת החלטות בזמן אמת. להלן התחומים העיקריים שבהם הם פועלים.
