手動變速器的工作原理，就是通過撥動變速桿，切換中間軸上的主動齒輪，通過大小不同的齒輪組合與動力輸出軸結合，從而改變驅動輪的轉矩和轉速。
發動機的動力輸入軸是通過壹根中間軸，間接與動力輸出軸連接的。如上圖所示，中間軸的兩個齒輪(紅色)與動力輸出軸上的兩個齒輪(藍色)是隨著發動機輸出壹起轉動的。但是如果沒有同步器(紫色)的接合，兩個齒輪(藍色)只能在動力輸出軸上空轉(即不會帶動輸出軸轉動)。圖中同步器位於中間狀態，相當於變速器掛了空檔。
變速箱分為手動、自動兩種，手動變速箱主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產生變速變矩；而自動變速箱AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。