這個低谷顯示，當機器人（或人偶、動畫角色等具有似人面孔的對象）的表現與外貌介於「幾乎像人」與「完全像人」之間的地帶時，會激起一種奇怪的不適感受。一個例子是導演勞勃辛密克斯（Robert Zemeckis）2004年的電影《北極特快車》（The Polar Express），其中的角色在當時較不先進的動畫技術下，被認為具有無神的雙眼、以及殭屍般的空洞感。
雖然「恐怖谷理論」在直覺上有其合理性，但要深入研究這種主觀的感受是很困難的。2015年9月，一份由美國史丹佛大學生物統計學家瑪瑟（Maya Mathur）與加州大學舊金山分校口腔及顎面外科學系賴希靈（David B. Reichling）提出的論文似乎證實了這個假說。
參與者被要求對80張機器臉孔給出反饋，包括它們有多像人、以及參與者對它們的好感程度。結果顯示，這些面孔越是像人，得到的好感度又越高，這個波線隨後下降，然後又提升，符合「恐怖谷理論」的預測。
瑪瑟表示，機器人們在令人恐懼與討人喜愛之間迴盪，「這是我們需要再加以了解的。」
She's more than a machine. Alicia Vikander stars as AVA, the breathtaking AI who will make you question everything. pic.twitter.com/JFzqk9TNld
— Ex Machina (@ExMachinaMovie) 2015 3月 23日
機器人有心嗎？
有數個理論解釋這種不快的感受從何而來。包括它們引起我們對死亡的恐懼、對於靈魂存在的疑慮、被取代的焦慮、以及對身體掌控權的不安感。這可能也與生物傳宗接代的本能有關，讓我們避開不適合的伴侶，例如尼安德塔人。
美國哈佛大學心理學教授韋格納（Daniel M. Wegner）與北卡羅萊納大學大學心理學助理教授格雷（Kurt Gray）於2012年發表的一篇論文則指出，似人的機器人令人不安的原因在於，人們認為它們可能具有心靈。也就是說，它們可能不只會運動，也有感受與經驗的能力。一個看起來不具有心的機器人並不嚇人。
Can’t have one without the other. C-3PO and R2-D2 on the the #redcarpet LIVE right now on https://t.co/mVXi17qoJk pic.twitter.com/r5xidmxp0o
— Star Wars (@starwars) 2015 12月 15日
在恐怖谷另一端的其中一個可能，是日本的一種傳統偶戲「文樂」，又稱「人形淨琉璃」。這是一種由3名操偶者同時演出的大型木偶。「Geminoid F」也像是被操縱的人偶，與「Geminoid F」共事的美國演員布萊耶麗朗恩（Bryerly Long）描述，在操偶的過程中，「Geminoid F」也「被賦予了靈魂」。
在2015年北京全球移動互聯網大會（2015 GMIC, Beijing）上，石黑浩提到，（機器人演員的）觀眾是很重要的。機器人的演出是否也能觸動人心？他說，「我們要問自己的問題是，心是什麼？腦是什麼？......你能不能感覺到機器人也有心、有腦？」
（「Geminoid」名字取自拉丁文的「geminus」（孿生），加上-oid字尾（相似）而成。）
石黑浩的目標之一，是做出與人類無法分辨的機器人。他描述機器人是「一面鏡子」，「讓我們更了解我們自己。當我們在機器人身上看見像是人的特質，我們也開始思考人心、欲望、意識與意向的真實存在。」
他認為，有一天，機器人與人將可以彼此相愛。
有鑑於機器人科技發展迅速，那一天可能來得比想像中更快。於英國公開大學研究「恐怖谷理論」的學生賴伊（Stephanie Lay）認為，在那之前，我們或許想要把握「恐怖谷」帶給我們明辨機器人的不適感受。
