手動變速箱的工作原理是通過操作換擋桿，使換擋軸及換擋撥叉做出相應(yīng)動作。換擋撥叉的運動，將同步器和對應(yīng)檔位的齒輪相嚙合，從而實現(xiàn)對應(yīng)檔位的動力輸出。

手動變速器主要由操縱機構(gòu)、傳動機構(gòu)、換擋裝置、變速器殼體和蓋組成。操縱機構(gòu)設(shè)置了自鎖裝置、互鎖裝置及倒檔鎖裝置，保證變速器能準(zhǔn)確掛入選定的檔位并可靠工作。

換擋裝置常見有直接滑動齒輪式、結(jié)合套式、同步器式，其中同步器式應(yīng)用廣泛，能使接合套與待嚙合的齒圈迅速同步，縮短換擋時間，防止齒輪沖擊現(xiàn)象。

其工作流程是空擋時，變速桿在空擋，引擎和主動輪完全分離，引擎功率不會傳給車輪。啟動及換擋程序是駕駛員踩下離合器，離合器脫離引擎，引擎功率不再轉(zhuǎn)移給變速器。就像自行車的齒輪組合改變實現(xiàn)輸出功率變化一樣，手動變速箱也是通過改變不同大小的齒輪與動力輸出軸的組合，從而改變驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。

手動變速箱的特點有：優(yōu)點方面，加速、超車時響應(yīng)較快（技術(shù)好的駕駛者），傳動效率高，結(jié)構(gòu)簡單易維修，維修保養(yǎng)成本低，能帶來駕駛樂趣。如果駕駛者技術(shù)好，手動變速的汽車在加速、超車時比自動變速車快，也更省油。缺點是操作相對復(fù)雜，需離合器與檔桿的完美配合，對駕駛技術(shù)要求較高，操作不當(dāng)易拖檔、熄火。在惡劣的交通狀況下駕駛比較累人。