發(fā)動(dòng)機(jī)的物理特性決定了變速箱的存在。首先，任何發(fā)動(dòng)機(jī)都有其峰值轉(zhuǎn)速；其次，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率出現(xiàn)在5500轉(zhuǎn)。變速箱可以在汽車行駛過程中在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，換檔可以使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。理想情況下，變速箱應(yīng)具有靈活的變速比。無級(jí)變速箱（CVT）就具有這種特性，可以較好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。

　　無級(jí)變速箱有著連續(xù)的變速比。其一直因?yàn)閮r(jià)格、尺寸及可靠性的關(guān)系而沒有大量裝備汽車�，F(xiàn)在，改進(jìn)的設(shè)計(jì)使得CVT的使用已比較普遍。
　　國產(chǎn)audi 2.8 CVT
　　變速箱通過離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。
　　奔馳C級(jí)(圖庫 論壇)級(jí)Sport Coupe 6速手動(dòng)變速箱
　　一個(gè)5檔的變速箱提供5種不同的變速比，在輸入軸和輸出軸間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。

　　為了更好地理解變速箱的工作原理，下面讓我們先來看一個(gè)2檔變速箱的簡單模型，看看各部分之間是如何配合的：
　　輸入軸（綠色）通過離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，軸和上面的齒輪是一個(gè)部件。
　　軸和齒輪（紅色）叫做中間軸，它們是一起旋轉(zhuǎn)的。軸（綠色）旋轉(zhuǎn)通過嚙合的齒輪帶動(dòng)中間軸的旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，中間軸就可以傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力了。
　　軸（黃色）是一個(gè)花鍵軸，直接和驅(qū)動(dòng)軸相連，通過差速器來驅(qū)動(dòng)汽車。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶著花鍵軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　齒輪（藍(lán)色）在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停止，但車輛仍在運(yùn)動(dòng)中時(shí)，齒輪（藍(lán)色）和中間軸都在靜止?fàn)顟B(tài)，而花鍵軸依然隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
　　齒輪（藍(lán)色）和花鍵軸是由套筒來連接的，套筒可以隨著花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也可以在花鍵軸上左右自由滑動(dòng)來嚙合齒輪（藍(lán)色）。
　　1檔
　　掛進(jìn)1檔時(shí)，套筒就和右邊的齒輪（藍(lán)色）嚙合。見下圖：
　　如圖所示，輸入軸（綠色）帶動(dòng)中間軸，中間軸帶動(dòng)右邊的齒輪（藍(lán)色），齒輪通過套筒和花鍵軸相連，傳遞能量至驅(qū)動(dòng)軸上。在這同時(shí)，左邊的齒輪（藍(lán)色）也在旋轉(zhuǎn)，但由于沒有和套筒嚙合，所以它不對(duì)花鍵軸產(chǎn)生影響。
　　當(dāng)套筒在兩個(gè)齒輪中間時(shí)（第一張圖所示），變速箱在空擋位置。兩個(gè)齒輪都在花鍵軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，速度是由中間軸上的齒輪（紅色）和齒輪（藍(lán)色）間的變速比決定的。

　　如今，5檔手動(dòng)變速箱應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，以下是其模型。
　　換檔桿通過三個(gè)連桿連接著三個(gè)換檔叉，見下圖
　　在換擋桿的中間有個(gè)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，當(dāng)你撥入1檔時(shí)，實(shí)際上是將連桿和換檔叉往反方向推。
　　你左右移動(dòng)換檔桿時(shí)，實(shí)際上是在選擇不同的換檔叉（不同的套筒）；前后移動(dòng)時(shí)則是選擇不同的齒輪（藍(lán)色）。
　　倒檔 通過一個(gè)中間齒輪（紫色）來實(shí)現(xiàn)。如圖所示，齒輪（藍(lán)色）始終朝其他齒輪（藍(lán)色）相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在汽車前進(jìn)的過程中，是不可能掛進(jìn)倒檔的，套筒上的齒和齒輪（藍(lán)色）不能嚙合，但是會(huì)產(chǎn)生很大的噪音。

　　同步是使得套筒上的齒和齒輪（藍(lán)色）嚙合之前產(chǎn)生一個(gè)摩擦接觸，見下圖
　　齒輪（藍(lán)色）上的錐形凸出剛好卡進(jìn)套筒的錐形缺口，兩者之間的摩擦力使得套筒和齒輪（藍(lán)色）同步，套筒的外部滑動(dòng)，和齒輪嚙合。
　　汽車廠商制造變速箱時(shí)有各自的實(shí)現(xiàn)方式，這里介紹的是一個(gè)基本的概念！

　　優(yōu)點(diǎn)顯而易見，它結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，制造和維護(hù)成本低廉，且傳動(dòng)效率高（理論上會(huì)更省油），另外，由于是純機(jī)械控制，換擋反應(yīng)快，且可以更直接的表現(xiàn)駕駛者的意愿，因此也更富駕駛樂趣，這些都是手動(dòng)變速箱的優(yōu)點(diǎn)。不過相比自動(dòng)變速箱，它操作繁瑣，而且在擋位切換時(shí)頓挫明顯的劣勢(shì)也是無法彌補(bǔ)的。