로봇 또는 자동기계라고도 한다. 어원은 자동기계라는 뜻의 그리스어이다. 일반적으로 기계에 의하여 동작하는 자동인형이나 동물, 나아가서 자동장치를 말하며, 수학적으로 추상화된 개념으로 쓰일 경우도 있다. 이 경우에는 자동기계를 기능적인 견지에서 모델화하여, 외부로부터의 자극[入力信號]에 대응하여 내부의 상태가 변화하고, 그리고 신호 또는 동작의 형태로 외부에 출력하는 것으로 보고, 이것을 오토마톤이라 한다.

이와 같은 추상 개념과 관련되는 연구는 오래 전부터 실시되었으며, 1936년 A.M.튜링이 '계산한다는 것은 무엇을 의미하는가' 라는 것을 해명하기 위하여 생각해낸 가상적인 기계가 바로 오토마톤에 관한 연구의 시작이라고 생각된다.

오토마톤 이론이란 오토마톤을 연구하는 학문이지만, 다른 표현 방식을 빌린다면 ‘대상의 어떤 기능에 주목하여, 입력과 내부 출력 각 신호의 상호관계를 수학모델로 옮기고, 이 모델을 수학적으로 고찰 ·결론을 유도한다. 그리고 이 유도된 결론을 다시 원래의 대상에 꼭 들어맞춰서 해석한다고 하는 일련의 과정의 일부 또는 전부’에 관계되는 것이다. 그리고 대상의 구성요소의 성질 등에는 그리 관여하지 않는다. 이와 같은 입장을 취함으로써 새로운 시야가 열리며, 미시적인 견지로부터는 끄집어낼 수 없는 많은 유용한 결론이 기대된다.

오토마톤 이론은 그 자체가 하나의 독립된 존재이긴 하나 컴퓨터의 설계, 소프트웨어의 개발에 관련성이 있는 기초이론의 하나이며, 동시에 기계번역(機械飜譯)의 연구를 통한 언어학 발달에의 기여, 논리학 ·생리학상의 여러 분야에의 응용, 제어공학에서의 상태공간 이론(狀態空間理論)에의 응용 등 응용범위는 매우 넓다.