齒輪可以分為：直齒輪，斜齒輪，錐齒輪，曲齒，弧齒輪，蝸桿蝸輪，非圓齒輪。

齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易製造，因此現代使用的齒輪中，漸開線齒輪佔絕對多數，而擺線齒輪和圓弧齒輪應用較少。

在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較小；而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉矩相同的情況下軸承的負荷增大，因此僅用於特殊情況。而齒輪的齒高已標準化，一般均採用標準齒高。變位齒輪的優點較多，已遍及各類機械裝置中。

另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內齒輪；按製造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋製齒輪、燒結齒輪等。

齒輪的製造材料和熱處理過程對齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀50年代前，齒輪多用碳鋼，60年代改用合金鋼，而70年代多用表面硬化鋼。按硬度，齒面可區分為軟齒面和硬齒面兩種。

軟齒面的齒輪承載能力較低，但製造比較容易，跑合性好，多用於傳動尺寸和重量無嚴格限制，以及小量生產的一般機械中。因為配對的齒輪中，小輪負擔較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高。