恐怖谷理论（The uncanny valley）是一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的假设。它在1970年由日本机器人专家森政弘提出，但“恐怖谷”一词由Ernst Jentsch于1906年的论文《恐怖谷心理学》中提出，而他的观点被佛洛伊德1919年的论文《恐怖谷》中阐述，因而成为著名理论。

森政弘的假设指出，由于机器人与人类在外表、动作上都相当相似，所以人类亦会对机器人产生正面的情感；直至到了一个特定程度，他们的反应便会突然变得极之反感。哪怕机器人与人类有一点点的差别，都会显得非常显眼刺目，让整个机器人显得非常僵硬恐怖，让人有面对行尸走肉的感觉。可是，当机器人的外表和动作和人类的相似度继续上升的时候，人类对他们的情感反应亦会变回正面，贴近人类与人类之间的移情作用。

“恐怖谷”一词用以形容人类对跟他们有某程度上相似的机器人的排斥反应。而“谷”就是指在研究里“好感度对相似度”的关系图中，在相似度临近100%前，好感度突然坠至反感水平，然后回升至好感的那段范围。