Die Automatisierung des Straßenverkehrs kann weitreichende Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit und den Verkehrsablauf auf den Straßen nach sich ziehen.

An die Realisierung der Vision Zero, also eines Straßenverkehrs ohne einen einzigen Unfalltoten, kann man zwar mithilfe des automatisierten Fahrens näher herankommen, tatsächlich umsetzbar wird diese aber auch mit der zunehmenden Automatisierung nicht sein. Im Gegenteil: Es kann sogar passieren, dass sich die Verkehrssicherheit zumindest für die konventionellen Fahrzeuge während der sensiblen Übergangsphase, in der sich fahrergesteuerte und automatisierte Fahrzeuge die Straßen teilen, verschlechtert [SiSchoe15, S. 7]. Weitere mögliche negative Wirkungen auf die Verkehrssicherheit könnten sowohl mangelndes als auch übersteigertes Vertrauen in die automatischen Systeme sein, was bei Ersterem eine geringe Nutzung, bei Letzterem eine unzureichende Überwachung der Systeme zur Folge hätte. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass in Zukunft aufgrund mangelnder Fahrpraxis die notwendigen manuellen und kognitiven Fähigkeiten für die Steuerung eines Fahrzeugs nachlassen können, obwohl diese von großer Wichtigkeit sind, wenn der Fahrer aufgrund eines Automationsfehlers die Aufgaben des Systems wieder selbst übernehmen muss [MGLW15, S. 105]. Für eine solche Übernahme der manuellen Steuerung nach einer hoch automatisierten Fahrt sind mehr als acht Sekunden notwendig, damit mindestens 90 Prozent der Fahrer richtig und sicher reagieren können [GDV16, S. 17]. Bei nicht erfolgter Übernahme der Fahraufgabe muss das System einen sogenannten risikominimalen Zustand herbeiführen, der für die jeweilige Situation angemessen ist (beispielsweise Anhalten auf dem Seitenstreifen) [GDV16, S. 17]. Ein weiterer Nachteil automatisierter Systeme ist, dass diese die teilweise mehrfache und auch kontextabhängige Bedeutung von Signalen der menschlichen Kommunikation (Handzeichen, Blicke, Gesten) nicht (er)kennen und sich entsprechend konservativ verhalten müssen. Insbesondere die Erkennung von Fußgängern und anderen "ungewöhnlichen" Fahrzeugen (zum Beispiel Kutschen) und deren voraussichtliches Verhalten stellt in diesem Zusammenhang eine große Herausforderung dar, die es noch zu lösen gilt [MGLW15, S. 133; SiSchoe15, S. 3]. Auch dürfen fahrzeugseitige Faktoren wie abgenutzte Reifen oder Bremsen nicht vernachlässigt werden. Das Auftreten derartiger Mängel ist bei zunehmender Komplexität der angewendeten Soft- und Hardware sogar noch wahrscheinlicher, da mögliche Überwachungslücken in diesem Bereich sein können [SiSchoe15, S. 7]. Auch auf besondere umweltseitige Einflüsse (Nebel, Schnee, Starkregen) und einige straßenseitige Faktoren (beispielsweise überschwemmte Fahrbahnen) können automatisierte Fahrzeuge aktuell noch nicht adäquat reagieren [SiSchoe15, S. 2 f.]. Aus diesem Grund gehen viele Experten davon aus, dass der Anteil der technischen Fehler als Unfallursache von heute knapp ein Prozent auf über 90 Prozent steigen und so das menschliche Fehlverhalten als häufigste Unfallursache ablösen wird [MGLW15, S. 368].

Demgegenüber steht jedoch eine Vielzahl möglicher positiver Wirkungen des automatisierten Fahrens auf die Verkehrssicherheit. So wird es bei zunehmender Automatisierung nach der Meinung vieler Experten deutlich weniger Unfälle geben, da sich Computer niemals in unfallverursachenden Zuständen wie Trunkenheit oder Müdigkeit befinden und auch niemals abgelenkt oder erregt sein werden oder willkürlich zu schnell fahren [JoMi15, S. 106]. Die strikte Einhaltung von Verkehrsregeln und Verkehrsregelungen wird durch die Steuerungssysteme  gewährleistet und die Ausschaltung des menschlichen Fehlverhalten, fahrlässige oder vorsätzlich, eine Verringerung von Unfallzahlen erreichen [FGSV19a, S. 3]. Nach einer Studie der Boston Consulting Group könnte in den USA jeder Fahrzeughalter mit den am Markt verfügbaren Fahrerassistenzsystemen durchschnittlich 16.300 Dollar pro Fahrzeug über eine Zeitspanne von 15 bis 20 Jahren einsparen, da zukünftig durch die geringere Anzahl an Unfällen langfristig die Versicherungsbeiträge sinken werden. Die entsprechenden Kosten für die Assistenzsysteme würden sich auf etwa 8.200 Dollar belaufen. Wenn alle Neuwagenkäufer diese Investition tätigen würden, könnten damit jährlich circa 9.900 Tote und 30 Prozent aller Unfälle vermieden werden. Dies würde einen Sicherheitsgewinn von 98 Prozent bedeuten, wenn man sowohl die wirtschaftlichen Einsparungen als auch die Verhinderung verminderter Lebensqualität der Unfallopfer berücksichtigt [MEMABCG15, S. 13]. Auch in Deutschland könnte insbesondere die Anzahl der Unfälle mit Beteiligung von Radfahrern und Fußgängern um über 50 Prozent reduziert werden [ACAT15, S. 15]. Durch die Prognose der wahrscheinlichen Bewegungsrichtung aller sich bewegender Verkehrsteilnehmer können frühzeitig mögliche Kollisionsgefahren identifiziert und andere Fahrzeuge gewarnt werden. Durch rechtzeitige Brems- oder abgestimmte Ausweichvorgänge könnte ein Unfall somit vermieden werden. Auch aktuelle Statistiken von Fahrzeugen mit serienmäßigen Notbremsassistenten belegen, dass durch derartige Systeme die Zahl der Auffahrunfälle um 28 Prozent verringert werden konnte [ACAT15, S. 15 und 18].

Neben den Folgen für die Verkehrssicherheit, kann das automatisierte Fahren große Auswirkungen auf den Verkehrsablauf haben. Durch die Automatisierung könnte eine dichtere Fahrzeugfolge realisiert werden, Fahrzeuge könnten die entsprechenden Sicherheitsabstände zu anderen Verkehrsteilnehmern konstant einhalten, wodurch der Verkehrsfluss optimiert und die Kapazität des Straßennetzes erhöht werden würde [JoMi15, S. 106; ACAT15, S. 19, FGSV19a, S.3]. So ließe sich die Kapazität von signalgeregelten Knotenpunkten durch autonomes Fahren teilweise verdoppeln. Insgesamt könnte die Kapazität bei rein autonom fahrendem Verkehr im Stadtverkehr um bis zu 40 Prozent und auf Autobahnen um bis zu 80 Prozent gesteigert werden [MGLW15, S. 328 und 346]. Dies habe weniger Staus und damit eine bessere Planungssicherheit bei Wegzeiten zur Folge [ACAT15, S. 14]. Laut einer Studie der George Mason University (Washington) könnten durch die Nutzung automatisierter Systeme im Straßenverkehr je nach Adaptionsrate bis zu 2,7 Milliarden Stunden Reisezeit eingespart werden [JoMi15, S. 107]. Durch die Reduzierung des notwendigen Straßenraums, auch durch Wegfall der Lenktoleranz  und den damit verbundenen seitlichen Bewegungsspielräumen bei rein autonomem Verkehr, könnte dieser gegebenenfalls für andere Nutzungsarten, beispielsweise als Gehweg, Radweg oder Radfahrstreifen, freigegeben werden [BeSa16, S. 4 und 5, FGSV19a, S. 5]. Weitere Folgen könnten eine Verringerung der aufzuwendenden Zeit für die Parkraumsuche und eine effizientere Nutzung des Parkraums sein, wodurch der Parksuchverkehr insgesamt reduziert werden kann und auch der Übergang zwischen Verkehrsträgern erleichtert werden würde. Aus diesen Vorteilen könnte allerdings resultieren, dass wieder mehr Menschen von anderen Verkehrsmitteln auf den Individualverkehr umsteigen oder sich zur Arbeit fahren lassen, das autonome Fahrzeug zum kostenlosen Parken an den Stadtrand oder nach Hause schicken und sich abends wieder abholen lassen. Dadurch wären erneut mehr Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs, und der städtische Berufsverkehr würde sich verdoppeln, was die bessere Straßennutzung zunichtemachen würde [SiSchoe15, S. 107; ACAT15, S. 19 f.; MGLW15, S. 232]. Weitere negative Wirkungen auf den Verkehrsfluss könnten unerwünschte Störungen von außen beziehungsweise Manipulationsversuche sein. So könnten Fußgänger ein autonomes Fahrzeug zum Beispiel absichtlich stoppen, indem sie die Fahrbahn plötzlich überqueren, da sie sich sicher sein können, dass das autonome Fahrzeug anhalten muss und wird. Aber auch die Trennungswirkung für Fußgänger und Radfahrer würde bei einem dichter fließenden Verkehr erhöht werden, was die Straßenquerung für diese Verkehrsteilnehmer erheblich erschweren würde [MGLW15, S. 142 und 232]. Auch besteht die Gefahr, dass es zu einem unerwünschten Modal-Shift kommt, indem kurze Wege vermehrt mit dem Auto und nicht mehr mit dem Fahrrad oder zu Fuß bewältigt werden. Ebenso ist eine Verunsicherung des nicht motorisierten Verkehrs besonders in der Markteinführungsphase nicht auszuschließen und es wird befürchtet, dass für einzelne Hauptverkehrsstraßen eine bauliche Separieren zwischen Fahrbahn und Geh-/Radwegen zur Erhöhung der Fahrgeschwindigkeiten und zur Konflikt-/Unfallvermeidung vorgenommen wird [FGSV19a, S. 4 und 5].

Geteilte Meinungen gibt es darüber, welche Auswirkungen das automatisierte Fahren auf den öffentlichen Verkehr (ÖV) hätte. Auf der einen Seite wird argumentiert, dass der ÖV durch eine größere Flexibilität, eine höhere Qualität und die Erschließung bisher nicht oder unzureichend bedienter Räume neue Impulse erfahren könnte. In diesem Szenario fungiert der ÖV als Mischung aus Mitfahrzentrale, Taxi und Carsharing (sogenanntes ÖV-Shuttle oder IÖV) [FGSV19a, S. 5]. An auf einer Onlinekarte markierten virtuellen Haltestellen könnten die Fahrgäste einsteigen, ohne dabei den übrigen Verkehr zu beeinträchtigen. Dabei könnte man zwischen einer preislich günstigeren Fahrgemeinschaft mit anderen Fahrgästen oder einem teureren Solo-Shuttle wählen. Bei der Fahrgemeinschaft würde das Shuttle gegebenenfalls kleine Umwege, um andere Fahrgäste abzuholen machen oder zu ihrem Ziel- beziehungsweise Umsteigeort zu bringen. Das Fahrzeug würde jedoch die optimale Routenkombination für alle Fahrgäste berechnen und die entsprechende Fahrzeit mit hoher Genauigkeit angeben [ACAT15, S. 21 f.].

Auf der anderen Seite rechnen Experten mit einem starken Rückgang des öffentliche Personenverkehrs, da dieser durch das automatisierte Fahren, die verstärkte Nutzung von Carsharing und eine individuelle Mobilität ohne die Notwendigkeit eines Führerscheins an Attraktivität verlieren könnte [JoMi15, S. 108].Dies könnte zu negativen Auswirkungen auf das Angebot und die Wirtschaftlichkeit des ÖV führen. [FGSV19a, S. 6].