Uma autoestrada (pré-AO 1990: auto-estrada) é uma via de comunicação destinada apenas a tráfego motorizado, dotada de pelo menos de duas vias em cada sentido, separadas por elementos físicos, com cruzamentos desnivelados e acesso restrito a nós de ligação, não possuindo cruzamentos - e sim rampas de acesso - e servindo, primariamente, para atender ao tráfego entre áreas urbanas ou dentro de uma metrópole. Assim, as autoestradas não devem ser confundidas com vias expressas, com vias rápidas nem com sistemas rodoviários nacionais.

Numa autoestrada, os limites de velocidade são geralmente maiores que os de outras estradas - entre 90 a 130 km/h segundo os países da Europa - e até podem mesmo não possuir limite em alguns trechos, como na Alemanha.

Normalmente, possuem portagem, sendo concessionadas a uma empresa que as explora comercialmente e conserva. Em pelo menos dois países europeus utiliza-se a vinheta de auto-estrada que se cola no parabrisas e é válida por um ano.

Muitas autoestradas não são construídas de raiz, podendo ser construídas a partir da reconversão de sistemas de estradas ou rodovias nacionais.

Apesar de aproximadamente 10.000 quilômetros[4] do sistema rodoviário brasileiro poderem ser considerados autoestradas, não há uma designação específica para tais neste. Como consequência o termo "autoestrada" não é comumente usado no país; ao invés disto a maioria destas são chamadas simplesmente de "rodovias" ou ainda "estradas".

O Estado de São Paulo, com pouco menos 5.000 quilômetros de autoestradas[5][6], tem a maior quantidade destas no país. É também o Estado com mais rodovias concedidas ao setor privado, resultando no maior valor tarifário por quilômetro do país.

A primeira autoestrada brasileira, a Rodovia Anhanguera, foi concluída em 1953 como uma adaptação da rodovia de pista única inicial. Logo depois, naquele mesmo ano, a segunda pista da Rodovia Anchieta foi inaugurada. Nas décadas seguintes a construção de autoestradas se tornou cada vez mais comum, na maioria das vezes resumidas em adaptação de antigas rodovias de pista única duplicando-as, retificando curvas, retirando cruzamentos em nível e limitando o acesso.

As autoestradas de maior nível técnico no Brasil são definidas "Rodovias Classe 0" pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte (DNIT). Estas autoestradas atendem aos mais altos padrões internacionais de desenho e são projetadas para comportar velocidades de até 130 km/h. A declividade máxima aceita em tais padrões é de 5% (em terrenos montanhosos) e raio máximo de curva de 665 metros (para superelevação de 12%). As autoestradas atuais no Brasil classificadas "Classe 0" são a Rodovia dos Bandeirantes, a Rodovia Castelo Branco, a Rodovia dos Imigrantes, a Rodovia Washington Luís e a Rodovia Ayrton Senna/Carvalho Pinto.

O trecho entre Porto Alegre e Osório da Rodovia Osvaldo Aranha e a via expressa Rodoanel Mário Covas, todas construídas pós-década de 70 alcançando padrões modernos europeus. Outras autoestradas como a BR-101 Sul, a Rodovia Régis Bittencourt e a Rodovia Fernão Dias são de desenho inferior, atendendo a padrões técnicos mais antigos.

Rígidas regras sobre a condução nas rodovias brasileiras são previstas no Código Nacional de Trânsito, como velocidade mínima permitida, controle de acesso, uso do cinto de segurança e obrigatoriedade de se manter à direita em vias de múltiplas faixas, sempre que possível. No entanto as únicas que são rigidamente fiscalizadas são sobre o limite máximo de velocidade, que geralmente ocorre através de radares de velocidade, e sobre o uso do cinto de segunça.

O início tardio na construção de autoestradas no Brasil se deve a muitos fatores, mas o principal deles se resume na pouca relevância detida pelo transporte rodoviário na primeira metade do Século XX. Até então o transporte de cargas e passageiros era massivamente concentrado no transporte ferroviário e o transporte rodoviário era visto como muito dispendioso, desconfortável e demorado. Este cenário perdurou até o início do declínio das ferrovias, que se iniciou com a Crise Mundial de 1929 (quando a principal produto transportado por estas, o café, deixou de ser rentável) e se agravou com a Segunda Guerra Mundial, quando as ferrovias brasileiras chegaram ao seu ponto de saturação. A saturação, aliada à falta de investimentos do período pós-Estado Novo, ligou a imagem das ferrovias à ineficiência. O crescente clamor por melhora nos transportes foi decisivo para a mudança drástica no foco de investimentos do setor liderado pelo presidente Juscelino Kubitschek.