通过预先编程，AUV能够探索人类无法到达的海底区域，并且能够在没有人类在船上或控制它们的情况下自主运行。科学家经常使用AUV进行水下研究，石油和天然气公司常使用AUV进行深水调查。不过AUV的最大市场已变成军事领域。
AUV在军事海洋勘探中是非常有用的工具，可以帮助获得关键信息，如绘制海底地图、寻找水雷以及提供水下监视。世界各国的海军都在投资研究AUV，以提升他们的水下防御能力。
美国国防承包商安杜里尔工业公司在2月份收购了AUV制造商Dive Technologies，开始从陆地向海上扩张。这笔收购让他们拥有了一款可定制的AUV，名为Dive-LD。
安杜里尔工业公司联合创始人帕尔默・勒基（Palmer Luckey）在宣布收购时称：“水面和水下的威胁越来越多，只有
机器人系统才能应对。这些系统可以躲避敌人的监视，可以躲避你在空中看到的东西，可以做些只有在水下才能做的事情。”
除了对Dive Technologies的收购，安杜里尔工业公司还在3月份将业务扩展到澳大利亚，并在5月份与澳大利亚国防部达成价值1亿美元的合同，为澳大利亚皇家海军设计和制造三艘超大型AUV。
在英国，皇家海军最近向MSubs订购了第一艘名为CETUS XLUUV的AUV，预计将在大约两年内交付。
波音公司自20世纪70年代以来始终在致力于AUV的研究，并于近年来与美国海军和DARPA在某些水下机器人项目上进行了合作。Echo Voyager是波音公司的第一个超大型AUV，经过大约五年的设计和开发，于2017年首次开始运营。这艘AUV长约15.5米，与校车体积相当，可用于石油和天然气勘探、长期测量以及石油与天然气公司的基础设施分析。
Echo Voyager已经在海上运行了近1万个小时，并以自主航行的方式穿越了数百公里。波音公司Maritime Undersea业务高级总监安・史蒂文斯（Ann Stevens）说，Echo Voyager采用了模块化设计，拥有诸多功能。无论是从体型还是能力方面来说，Echo Voyager都是世界上独一无二的。
波音始终在美国海军的资助下开发Orca XLUUV。2019年2月，该公司赢得了价值4300万美元的合同，制造四款基于波音Echo Voyager设计的AUV。该项目经历了很多延迟，原定于2020年12月交付的Orca XLUUV现在计划在2024年完工。波音解释称，成本增加以及疫情带来的供应链问题是导致交付推迟的主要原因。
史蒂文斯说：“这是一个开发项目，我们正在开发前所未有的突破性技术。我们始终在与海军保持步调一致，并将提供非常棒的AUV。”
美国密歇根大学海军建筑和海洋工程系助理教授马阿尼・加法里（Maani Ghaffari）表示，机器人和自动化总体上仍是新兴的科技领域。研究人员大约在五六十年前开始开发AUV，尽管当时建造系统所需传感器的质量和种类有限。如今，传感器变得更小、更便宜、质量更高。
加法里说：“我们正处于可以为机器人建造更好、更高效的硬件和传感器的阶段，我们希望在某个时候将部分机器人部署到日常生活中。”
然而，在成为日常可用设备之前，AUV仍需要克服诸多挑战。首先，机器人必须能在比空气中更恶劣的环境中工作，空气中较高的密度会产生液压阻力，从而减缓机器人的速度，并更快地耗尽其电量。
然而，有些正在开发的AUV，其速度和续航能力都给人留下深刻印象。波音公司表示，预计Orca XLUUV的续航里程将达到6500海里。安杜里尔工业公司报告说，Dive-LD可以自主执行任务长达10天，并有能力完成持续数周的任务。
环境挑战是AUV面临的主要问题，它们的水下通信会受到限制，因为用于在空中传输信息的信号在水中很快就会被吸收，而且AUV上的摄像头清晰度在水下会下降。
加法里说，AUV最终是否会被用作监视工具并参与水下战争，更多涉及AI和机器人技术中常见的伦理问题。虽然这些设备可能非常复杂，可以自主做出决定，但当这些决定可能影响人类生命时，人们就会感到担心。
加法里补充称：“有人设想，基本上可以把战斗交给机器人而不是士兵，毕竟这有助于减少人员伤亡。但另一方面，当AI可以比人类更快地做出决定和行动时，这可能会增加它们可能造成的破坏力。这是尚未被探索过的前沿领域，我们必须在未来取得实际进展前讨论这些问题。”
