AT变速箱全名是“液力机械变速箱”，它的主要结构大致可以分成三部分：液力变矩器、行星齿轮变速机构、液压控制机构。现在的AT变速箱基本都是电控的，用电子系统来控制液压控制机构，所以又叫做“电控液力机械变速箱”。
液力变矩器负责把发动机的动力传递给行星齿轮变速机构，液压控制机构通过控制离合器、制动器的结合与分离，可以改变行星齿轮变速机构的传动比。一个行星齿轮组是由太阳轮、行星齿轮、齿圈三部分组成的，每个部分都连接一个离合器或者制动器。我们将其中任意一个作为主动轮，然后再固定一个齿轮，就可以从另一个齿轮上输出动力。在理论上一个行星齿轮组可以组成六种不同的动力传递方式，有六个传动比。我们将几个行星齿轮组组合起来，就可以组成适合汽车使用的变速箱。比如一个普通的六速AT变速箱，里面有三个或者四个行星齿轮组。
AT变速箱的换挡过程，其实就是这些行星齿轮组排列组合的过程。变速箱电控单元根据车速、发动机负荷等参数，计算出变速箱应该挂入的档位，然后发出控制信号给变速箱机电单元，变速箱机电单元中的电磁阀切断或者接通相应的油路，控制相应行星齿轮组上的离合器、制动器的结合与分离，就可以组成不同的传动比，实现档位的切换。
比如第一个行星齿轮太阳轮输入动力，行星齿轮固定，齿圈输出动力到第二个行星齿轮组，传动比为8.1:1；第二个行星齿轮行星架为输入，齿圈固定，太阳轮输出动力到第三个行星齿轮组，传动比为1:2.6；第三个行星齿轮齿圈和行星架都固定，太阳轮输出动力，传动比为1。这样总的传动比就是
（8.1:1）×（1:2.6）×1=3.1
即这个档位的传动比是3.1:1。
同样的道理，液压控制机构如果改变了行星齿轮的输入与输出齿轮，传动比就随之改变。多个行星齿轮组排列组合，就可以组合出很多种不同的传动比。我们选取其中有意义的部分，就组成了多档位的AT变速箱。有趣的是：现在有些多档位AT变速箱，其实并不需要增加机械部分的零部件，只要改变控制逻辑，就可以增加档位数量。
在AT变速箱的换挡过程中，没有任何机械齿轮的啮合与脱离，只有液压控制机构在动作，所以档位的切换过程是非常柔和、平顺的。在档位切换完成后，为了提高传动效率，会在液力变矩器中使用锁止离合器，将发动机与变速箱完全锁止，二者成一个整体对外输出动力，此时的变速箱就是一个刚性齿轮传力机构。需要切换档位时，锁止离合器分离，液力变矩器会吸收变速箱与发动机负荷突变引发的冲击与振动，降低换挡冲击，实现档位平顺切换。
CVT变速箱的基本结构与AT变速箱类似，只是将行星齿轮换挡机构换成了钢带与锥轮。控制逻辑也类似，变速箱电控单元根据车速、发动机负荷等参数，计算出变速箱的传动比，然后发出控制信号给变速箱机电单元，变速箱机电单元中的电磁阀控制相应油路的通断，控制主动锥轮与被动锥轮的直径大小，就可以改变传动比，实现档位的变化。
在理论上，CVT变速箱可以有无限多个传动比，钢带可以在锥轮上任意位置停留传递动力。但是在实践中，为了降低控制逻辑的复杂度，通常是选取几个固定的传动比，让钢带在这些位置停留。比如常见的模拟十速CVT变速箱，就是在锥轮上选取十个点，再根据车速以及发动机负荷等参数，让钢带在这十个点中的某一个位置上停留传递动力。只不过在钢带改变位置的过程中（比如从1点到2点），传动比是连续变化的，不会出现突变。所以CVT变速箱换挡过程是极为平顺的。
