暴雨、降雪及冰雹等恶劣天气，被人们视为阻碍无人驾驶走向市场的最终技术难题。因为在这种环境下，目前市面上的传感器的准确性将明显下降。
尤其在下雪天，道路因结冰或积雪导致反射特性发生变化，摄像头无法识别车道，从而影响实时导航；而激光雷达在能见度下降后，系统难以绘制出精确的环境地图，障碍物探测受到影响，安全性大打折扣。以美国为例70%的人口生活在降雪区，传感器感知能力降低，意味着无人驾驶将无法进一步商业化运作，将长时间停留在研发阶段。
为此，谷歌为其激光传感器加装了“雨刮器”，保证不被积雪遮住视野。而福特的激光雷达技术，正从探测周围路况，转为主攻道路上方的地标，结合已存储的地图信息，从而进行实时导航。但该测试尚未驶入公开道路，仅在密歇根州Mcity场地中进行。
谷歌在亚利桑那州展开测试，这让无人车掌握了沙尘及极高温环境的道路数据；而华盛顿州的测试让其获得在大雨下的驾驶经验。此外，Uber也计划于匹兹堡测试极端天气下的无人驾驶技术。
在理论状态下，无人驾驶正日趋成熟，但在诸多变量的综合作用下，显然仍有很长的路要走。