Il cambio di velocità è uno degli organi di trasmissione dell’automobile, esistono 3 tipi principali utilizzati nelle automobili di oggi sono: il cambio tradizionale a ruote dentate, il cambio semiautomatico e il convertitore di coppia.

Il cambio tradizionale, o cambio meccanico, consente generalmente quattro o cinque velocità in avanti e una in retromarcia; è chiuso in un involucro a tenuta ermetica (scatola del cambio) ed è costituito da quattro alberi, ciascuno recante un numero diverso di ruote dentate di vario diametro a denti elicoidali (tranne quelle per la retromarcia, a denti dritti) che agiscono sempre in bagno d'olio. L'albero primario (o di entrata) è dotato di una ruota dentata sempre in presa, che riceve il moto rotatorio dallo spingidisco della frizione e lo trasmette alla ruota dentata dell'albero di rinvio. Sull’albero ausiliario sono presenti altri quattro ingranaggi a denti elicoidali, anch’essi sempre in presa, che, a seconda della marcia di velocità selezionata, andranno ad accoppiarsi con il corrispondente ingrananggio a denti elicoidali dell’albero secondario (o di uscita), che a sua volta trasmetterà il moto, direttamente o mediante l'albero di trasmissione, al differenziale. Nel quarto albero (quello della retromarcia), è presente un pignone a denti dritti che inverte il moto di rotazione dell'albero secondario rispetto al primario: esso si innesta accoppiandosi con i corrispondenti ingranaggi a denti dritti degli alberi primario e ausiliario. Quando il cambio è in posizione di folle, gli ingranaggi dell’albero secondario girano folli sul mozzo, e non vi è alcuna trasmissione di coppia motrice. Per permettere la trasmissione della coppia, una delle quattro ruote dentate dell’albero secondario viene bloccata (mediante un anello a frizione, detto sincronizzatore) da un manicotto, che scorre sul mozzo dell’albero. Ciascuna delle quattro ruote corrisponde a una delle quattro velocità del cambio, che vengono selezionate azionando la leva del cambio. Quando si innesta la quarta, il manicotto scorre fino all’albero primario, mettendolo in collegamento diretto con l’albero secondario: il rapporto fra le coppie dei due alberi è unitario e tutta la potenza prodotta dal motore viene tradotta in velocità. Nelle marce inferiori, il rapporto fra il numero di giri dell’albero primario e quello dell’albero secondario è sempre inferiore a uno: tale rapporto è circa 3 nella prima marcia, per scendere a 2 e 1,5 rispettivamente nella seconda e nella terza. Nei cambi a cinque velocità generalmente la quinta marcia viene innestata mediante un moltiplicatore di velocità (overdrive), per cui la velocità di rotazione delle ruote motrici risulta superiore a quella dell'albero motore. Ciò consente, in condizioni stradali favorevoli, di aumentare la velocità dell'automobile senza superare il limite operativo del motore.