汽車變速器的工作原理主要分為手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器。

手動(dòng)變速器通過撥動(dòng)變速桿切換中間軸上的主動(dòng)齒輪，利用不同大小的齒輪組合與動(dòng)力輸出軸結(jié)合，改變驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸入軸通過中間軸間接與動(dòng)力輸出軸連接，中間軸的齒輪隨發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，若無同步器接合，齒輪會(huì)空轉(zhuǎn)。當(dāng)變速桿移動(dòng)使同步器與齒輪接合，動(dòng)力就能傳遞給輸出軸。

自動(dòng)變速器的 AT 類型由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成。液力變扭器通過泵輪帶動(dòng)液體推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，加上導(dǎo)輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)變速變矩。因液力變矩器變速變矩范圍有限，所以渦輪后串聯(lián)行星齒輪提高效率，液壓操縱系統(tǒng)會(huì)隨發(fā)動(dòng)機(jī)工作變化操縱行星齒輪，自動(dòng)變速變矩。

另外，還有雙離合變速箱，它通過兩套離合器工作，能消除換擋離合時(shí)的動(dòng)力傳遞停滯，使換擋更平順，沒有遲滯現(xiàn)象。

汽車安裝的變速器有多個(gè)不同的轉(zhuǎn)速/扭矩轉(zhuǎn)換比即檔位，以適應(yīng)不同行駛速度的要求。起步需要低轉(zhuǎn)速、高扭矩，高速行駛則需高轉(zhuǎn)速、低扭矩。