시론적 수준에서 형사법적 쟁점으로는 도로교통법상의 운전자의 개념과 주의의무의 변화, 사고책임의 귀속여하, 정보보호 및 정보보안이 문제될 수 있다. 특히 형사책임 귀속주체의 확정을 위해 사고발생 당시 주행 통제권의 주체, 즉 운전자성을 누구 혹은 무엇에게 인정할 수 있는지의 문제가 선결되어야 한다. 운전자성이 긍정되는 행위주체가 확정된다면 사고 발생 시 주의의무위반 여부가 판단되어야 할 것이다. 이에 따라 비자율주행모드에서 인간 운전자가 책임귀속의 주체로 상정되는 것은 전통적인 자동차의 경우와 동일하다(Level 0–Level 2). 자율주행모드(Level 3)에서는 비상상황에서 ‘즉각적으로 재개(unverzügliche Wiederaufnahme der Fahrzeugsteuerung)’ 의무를 부담하는 인간 운전자와 제조자 등의 과실이 문제될 수 있다. 마지막으로 완전자율모드에서는 인간 – 운전자 내지는 생산에 관여하는 자 – 이 아닌 자율주행자동차 자체에 책임을 물을 수 있느냐의 문제가 제기될 수 있다. 그러나 현행 형법이론은 형벌권 행사의 전제로 행위자의 범죄능력과 책임능력을 전제하기 때문에 비인간적 존재인 자율주행자동차 – 나아가 인공지능 – 이 형사책임의 주체가 되기 위해서는 마찬가지로 범죄능력과 책임능력이 인정되어야 한다. 그러나 이는 인간을 전제로 하는 것으로 비인간적 존재의 범죄능력과 책임능력의 문제는 다시 매우 어려운 문제에 봉착하게 된다.
도로교통법 상 형사책임 귀속 주체를 확정하면 사고가 발생했을 때 주의의무반 여부를 판단할 수 있을 것이다. 비자율주행모드에서는 인간 운전자가 책임귀속 주체가 되고, 자율 주행모드에서는 인간 운전자와 제조자가 주체가 된다. 그러나 완전자율모드에서는 자율주행자동차 자체에 책임을 물을 수 있는지가 논란이 될 수 있다. 