从上图中看到，一档是小齿轮驱动大齿轮，二档差不多是1：1,三档则是大齿轮驱动小齿轮，属于超速档。倒档呢，下面多了一个惰轮，所以它能够去实行一个反向的旋转。最有意思的是输入轴转的时候，四组齿轮全在转，但实际上输出没有。也就是没有输出。这是因为它这边的1234四个输出的齿轮，它实际上跟轴是有间隙悬空的。就轴跟这个输出齿轮是相对运动。他要去结合的时候，需要通过换档机构，也就是我们的变速操纵杆的操纵。
四驱和前驱的车辆稍有不同，但它们都需要变速箱，而且变速箱大体相似，整个动力传递过程，是发动机转动带动曲轴旋转，也就是发动机通过曲轴提供旋转，通过离合器将发动机的动力传递到变速箱，或切断分离这种传输。变速箱包含改变车辆速度和扭矩的齿轮系，经过变速箱内不同的齿轮，会输出不同的扭矩和转速给车轴，车轴又将动力传递给差速器，差速器将动力分配给车轮，允许车轮以不同的速度旋转（例如“拐角）。差速器将动力分配给驱动轮使其转动。
手动档变速器需要司机掌握换档的时机，踩下离合器切断发动机的动力，然后换到合适的档位。而自动档汽车可以在行驶中自动变换档位，变速箱中为什么需要齿轮？以自行车为例，高速档起步非常困难，而在低速档起步则很省力，在起步达到一定速度后即使我们脚蹬的很快，但是自行车速也很难提高了。这时需要换到更高的档位才行。当到了陡坡上又需要换到低档位，同理汽车也是低档位起步，行驶时高档位，爬坡时又挂低速档。低速档速度低但是扭矩高，高速档速度高但是扭矩低，扭矩是衡量使物体围绕一个点转动的力的度量。比如一个短扳手很难拧动螺母，而长扳手则很容易拧动它。 我们计算一下它们的扭矩大小就知道原因了。
变速箱的外壳是保护并固定里面的齿轮组件，里面有三根轴，分别是输入轴、输出轴和中轴中轴上固定了许多齿轮并且一起旋转，输入轴上有一个与中轴始终啮合的齿轮，该齿轮上的凹槽是成螺旋切割，所以它们的啮合比直齿齿轮声音更小。输入端的另一头连接的是离合器只要离合器和发动机连接就会带动输入轴转动，输入轴会带动中轴转动。输出轴也装有许多不同大小的齿轮。它们与中轴上的齿轮始终啮合并且一起旋转。不过输出轴不会随着它上面的齿轮一起旋转。因为每个齿轮都安装在滚针轴承上。使它能够独立于输出轴旋转。输出轴上还有许多花键，它就是刻在金属上的凹槽。花键将同步器毂套锁定使其与自己同步旋转，还有一个同步器套筒套在毂套上面，套筒的内表面和同步器的外表面有凹槽互相锁定。不过套筒可以前后移动，输出轴旋转会带动毂套和套筒一起旋转，但是输出齿轮却不会转动。每个套筒的外侧还有一个换挡拨片和换挡杆，换档杆连接着换档器，换档器能前后移动换档杆从而使换挡拨片和套筒一起移动……
我们来看变档的具体操作过程：
当汽车处于空档时接入离合器动力，输入轴带动中轴和输出轴齿轮旋转，但是输出轴不旋转要挂一档时先松开离合的接触，切断输入轴和发动机的动力之后，推齿轮杆使套筒移动，当阻塞环摩擦齿轮并达到同步速度时，套筒移动到齿轮上完全互锁住。
同理挂二档时先松开离合器，用换档器剥离1档套筒后移动到2档位置，使其推动套筒和阻塞环，然后同步速度并互锁至2档，挂三、四、五档也是以此类推。
要倒车时先停下车并松开离合器的接触，这时所有的齿轮和轴都停止转动，把惰轮滑动到中间齿轮和输出齿轮之间啮合，然后再把离合器接入发动机，这时输出轴就与输入轴反向转动了。
明白这些道理后，其实手动档的变速并不复杂。