變速器的原理主要是通過不同的齒輪組合來改變輸出速度和扭矩。

手動變速器主要由輸入軸和輸入軸齒輪、同步器，輸出軸和輸出軸齒輪、同步器，倒檔軸和倒檔軸齒輪等部件組成。輸入軸一端與離合器連接，離合器傳遞動力給輸入軸，輸入軸的主動齒輪再將動力傳遞給輸出軸齒輪。輸入軸上除倒擋齒輪外多為斜齒輪，能承受大扭矩且運行噪音小，倒擋齒輪為直齒輪，噪音大但無需同步器可直接掛擋。

當主動齒輪比從動齒輪小時，傳動比大于 1，輸入速度大于輸出速度，扭矩增大；主動齒輪比從動齒輪大時，傳動比小于 1，輸出速度大于輸入速度，扭矩減小、速度增快。倒擋原理是當三個齒輪依次嚙合時，第一個齒輪和第三個齒輪旋轉方向相同，車輛會與原來無中間齒輪時的行走方向相反。

自動變速器 AT 由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統組成。液力變扭器直接輸入發動機動力并傳遞扭矩，還有離合作用，泵輪通過液體帶動渦輪旋轉，加上導輪通過反作用力實現泵輪和渦輪的轉速差從而變速變矩。由于液力變扭器自動變速變矩范圍不夠大，所以在渦輪后面串聯幾排行星齒輪提高效率，液壓操縱系統會隨發動機工作變化和車速自動操縱行星齒輪實現變速變矩。

總的來說，變速器通過不同的結構和齒輪組合，讓汽車能適應不同的行駛需求，提供更舒適和便捷的駕駛體驗。