自動變速器的工作原理主要是通過一系列復雜但精妙的結構和系統來實現自動換擋，從而讓汽車能在不同行駛條件下保持合適的動力輸出和車速。

首先是關鍵部件行星齒輪組，同一組齒輪就能得到不同的傳動比，實現變速功能。

而液力變矩器起到類似手動變速器中離合器的作用，還能變矩，通過液壓油將發動機動力傳遞給行星齒輪變速器。比如泵輪轉動時，液壓油送入渦輪使渦輪轉動，即便踩下制動踏板，液壓油仍流動，發動機繼續運轉，松開制動踏板，車輛能緩慢前行。而且輸入和輸出端有轉速差時會扭矩增大，讓汽車啟動時有更大扭矩。

自動變速器能根據車速、發動機轉速、動力負荷等因素自動換擋。以典型的自動變速器為例，液壓控制裝置會根據節氣門開度和變速器輸出軸傳來的信號控制升檔和降檔。節氣門開度變化時，調節閥產生相應液壓作為信號加到裝置中，輸出軸上的速度控制液壓閥產生與轉速成比例的液壓也作為信號添加進去。有了這兩個信號，液壓控制裝置自動調節變速器油量，從而控制換擋時機。

駕駛員踩下油門踏板控制油門開度和車速，就能自動控制變速器中的液壓控制裝置。該裝置利用液壓力控制行星齒輪系統的離合器和制動器，改變傳動狀態。其核心控制裝置是由油泵、閥體、離合器、制動器和液體通道組成的液壓控制裝置，關鍵部件是閥體。

自動變速器種類多樣，比如 AT 傳動系統由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統組成，通過液力傳遞和齒輪組合變速變矩。AMT 傳動系統由 ECU 根據駕駛員操縱和車輛狀態綜合判斷，發出指令，借助執行機構聯合操縱動力傳動系統。CVT 采用可變槽寬帶輪和傳動帶傳遞動力，改變槽寬實現變速。DCT 由兩個自動離合器、液壓控制系統和換擋機構組成，通過離合器切換實現交替工作和平穩換擋。