Een versnellingsbak bestaat uit twee hoofdcomponenten: het transmissiemechanisme met variabele-snelheid en het schakelbedieningsmechanisme. De primaire functie van het transmissiemechanisme is het veranderen van de grootte en richting van het koppel en de rotatiesnelheid; De primaire functie van het bedieningsmechanisme is het besturen van het transmissiemechanisme, waardoor veranderingen in de overbrengingsverhouding van de versnellingsbak mogelijk worden gemaakt, -dat wil zeggen, het uitvoeren van versnellingswisselingen- om de gewenste variaties in snelheid en koppel te bereiken.
Eenvoudige-versnellingsbakken bieden de voordelen van hoog rendement, eenvoudige constructie en gebruiksgemak; ze hebben echter een beperkt aantal versnellingen en een beperkt aantal overbrengingsverhoudingen (wat resulteert in een beperkt bereik van trekkracht en voertuigsnelheid). Daarom zijn ze alleen geschikt voor gebruik in bepaalde voertuigen waar een beperkt aantal versnellingen acceptabel is. Als men zou proberen het bereik van de overbrengingsverhoudingen binnen een eenvoudige-versnellingsbak uit te breiden, zou dit resulteren in een vergroting van de totale afmetingen van de versnellingsbak en een vergroting van de asoverspanning. Om het aantal versnellingen te vergroten zonder dat de asoverspanning buitensporig groot wordt, kan een tandwielkast van het samengestelde -type worden gebruikt. Een samengestelde-versnellingsbak bestaat doorgaans uit een combinatie van twee eenvoudige-versnellingsbakken; hiervan wordt de eenheid met het grootste aantal versnellingen de hoofdversnellingsbak genoemd, terwijl de eenheid met minder versnellingen de hulpversnellingsbak wordt genoemd.
Mechanische versnellingsbakken maken voornamelijk gebruik van het principe van snelheidsreductie via tandwieloverbrenging. Simpel gezegd bevat een versnellingsbak meerdere sets tandwielparen, elk met een eigen overbrengingsverhouding. Bij het schakelen terwijl een voertuig rijdt, wordt gebruik gemaakt van het bedieningsmechanisme om specifieke versnellingsparen in de versnellingsbak in te schakelen. Bij lage voertuigsnelheden wordt bijvoorbeeld een tandwielpaar met een hoge overbrengingsverhouding ingeschakeld, terwijl bij hoge voertuigsnelheden een tandwielpaar met een lage overbrengingsverhouding wordt ingeschakeld.