機械式變速箱主要應用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是透過操縱機構使變速箱內不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作。

分類

1、按傳動比的變化方式劃分，變速器可分為有級式、無級式和綜合式三種。 變速器操作裝置及動力傳動

(a)有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，採用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪(行星齒輪)軸線旋轉的行星齒輪變速器兩種。 (b)無級式變速器:傳動比可在一定範圍內連續變化,常見的有液力式,機械式和電力式等。 (c)綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的範圍內作無級變化。 2、按操縱方式劃分，變速器可以分為強制操縱式，自動操縱式和半自動操縱式三種。 (a)強制操縱式變速器：靠駕駛員直接操縱變速桿換檔。 (b)自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換檔是自動進行的。駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據發動機的負荷訊號和車速訊號來控制執行元件，實現檔位的變換。 (c)半自動操縱式變速器：可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動(強制) 換檔；另一類是預先用按鈕選定檔位，在採下離合器踏板或鬆開加速踏板時，由執行機構自行換檔。