恐怖谷理論是一個關於人類對機器人和非人類物體的感覺的假設，由日本機器人專家森昌弘在1970年提出。該理論的核心觀點是，隨著仿真物（如機器人、玩偶等）模擬真實性程度的變化，人對其親和力也會產生變化。一般情況下，親和力隨著仿真程度增高而增高，但當仿真程度到達一個較高臨界點時，人的親和反應會突然跌入谷底，突然產生對這個仿真物的排斥、恐懼、困惑等反向心理。
在仿真度接近100%前，好感度會突然降低，越像人反而越反感恐懼，好感度降至谷底。當機器人的外表和動作和人類的相似度繼續上升的時候，人類對他們的情感反應亦會變回正面，貼近人類與人類之間的移情作用。
恐怖谷現象可以用以下想法解釋，如果一個實體「不夠擬人」，那它的類人特徵就會顯眼並且容易辨認，產生移情作用。另一個可能性是，患病者與屍體跟一些類人機器人有很多視覺上的畸形相似，引出觀察者同樣的驚慌和情緒反應。這種反應在機器人上比屍體來得更糟，因為人們能輕易明白自己對屍體起厭惡感覺的原因，卻無法清楚了解自己為何對機器人產生這種厭惡。