Une boîte de vitesses robotisée est une boîte de vitesses mécanique à engrenages parallèles à laquelle est greffé un système automatisé électrotechnique, qui pilote les sélecteurs et le ou les embrayages, souvent en association avec un système électrique ou hydraulique, et qui possède deux modes de fonctionnement :
mode automatique, comme une boîte automatique changeant les rapports au moment le plus opportun ;
mode manuel, dans le cas où le conducteur souhaite changer de rapport à l'aide de boutons, palettes, ou d'un levier, à condition que les conditions ad hoc soient réunies (pour éviter sur- et sous-régime).
Ce type de boîte de vitesses entraine la suppression de la pédale d'embrayage, laquelle devient inutile. Le pédalier comprend donc uniquement une pédale d'accélération et une pédale de frein, souvent plus large.
thumb|Les palettes de changement de vitesse au volant d'une Ferrari F430.
On trouve ce type de système chez la plupart des constructeurs sous différentes appellations : Sensodrive, BMP, ETG, EAT chez PSA, Quickshift, Selespeed ou TCT chez Alfa Romeo, F1 puis DCT chez Ferrari, DSG ou S-Tronic chez VAG, PDK chez Porsche, Powershift chez Ford, 7G-DCT chez Mercedes-Benz, EDC chez Renault.
thumb|Système automatisé pneumatique de poids-lourds.
Les premières boîtes de vitesses robotisées ont été conçues dès la Première Guerre mondiale et ne fonctionnaient qu'en mode manuel. En Grande-Bretagne, la boîte Wilson à trains épicycloïdaux et commande électromécanique a été d'abord utilisée sur des blindés, puis à partir des années 1920 sur les célèbres autobus londoniens à impériale et de nombreuses automobiles de luxe (entre autres Daimler, Talbot, Riley).
La boîte française Cotal, assez semblable à la Wilson mais à commande électromagnétique, a équipé de nombreuses voitures de luxe françaises (Delahaye, Salmson, Delage, Hotchkiss, Voisin) jusque dans les années 1950.
L'exemple le plus répandu jusqu'à la fin du a été la boîte à commande hydraulique de la Citroën DS, commercialisée de 1955 à 1975.