變速箱工作原理中的關鍵部件主要有以下幾種。

手動變速箱中，關鍵部件是齒輪和軸。不同的齒輪組合可改變速度和扭矩。齒輪組的嚙合齒輪尤為關鍵，擋把掛入不同檔位，嚙合齒輪組合變化，傳動比改變，從而實現不同行駛速度和扭矩輸出。

自動變速器 AT 中，液力變矩器是關鍵部件。它由泵輪、渦輪和導輪等構成，能直接輸入發動機動力，傳遞扭矩和起到離合作用，像相對放置的風扇，以液體為媒介帶動渦輪旋轉，導輪可提高液體傳遞效率。

行星齒輪也是自動變速器的關鍵。為提高效率，在渦輪后串聯幾排行星齒輪，液壓操縱系統隨發動機工作變化自行操縱行星齒輪，實現自動換檔。

此外，離合器在變速箱中作用重要。它用于連接或分離發動機和變速箱，實現平穩啟動和換擋。踩下離合器踏板，動力傳遞切斷，可安全換擋；松開踏板，動力重新傳遞。

同步器用于實現平穩換擋，防止齒輪直接嚙合造成沖擊。換擋時，同步器先使主動齒輪和從動齒輪轉速一致，再實現齒輪嚙合。

軸承用于支撐和減少零件間摩擦，殼體用于裝配和保護內部零件，潤滑油用于減少磨損、提高工作效率。