恐怖谷效應是一個關於人類對機器人和非人類物體感覺的假設，由日本機器人工學博士森政弘在1970年首次提出。它描述了當人類看到類似人類的物體，特別是機器人時所表現出的積極和消極反應。即當機器人越來越接近人類的時候，人類對它們的好感會提升，但是當機器人非常接近人類的時候，一旦到達某個臨界點，人類的好感就會大幅度降低，甚至開始莫名的厭惡和懼怕。而當機器人和人類的相似度繼續上升，相當於普通人之間的相似度的時候，人類對他們的情感反應會再度回到正面，產生人類與人類之間的移情作用。
關於恐怖谷效應的成因，目前主要有兩大類解釋：第一類解釋認為恐怖谷效應是通過進化獲得的，是人類在漫長的生存中逐漸產生的生理防禦機制；第二類解釋則認為恐怖谷效應來源於人類的認知模式。目前的科學研究結果對兩種假說都有支持的證據，所以恐怖谷效應很可能是兩種原因共同作用的結果。其中，第二類解釋提到，人類大腦中存在著許多「圖式」，而人們所做的認知，就是把新事物歸納進已有的「圖式」中。當機器人高度仿真時，人們會在潛意識中將其作為「人」來對待，從而建立情感聯繫；而當這個「人」的表現與預期不符時，人們無法馬上釐清這種認知混亂，因而心生恐懼，導致好感度降低。這個理論同樣適用於解釋人們害怕小醜、娃娃等類人形象的原因。
總之，恐怖谷效應揭示了人類對於類似自身但又有所不同的物體的複雜情感反應，對於理解人類與機器人的互動以及設計更加符合人類心理需求的機器人具有重要意義。