Es el órgano que se encarga de seleccionar el par y la velocidad según las necesidades de régimen, de modo que cuanto mayor sea la velocidad menor será el par y viceversa. Se encuentra entre el embrague y la transmisión.
La constituyen dos ejes sobre los que se montan piñones fijos y desplazables de distintos tamaños, cuando seleccionamos diferentes relaciones de transmisión, se consigue que aunque el eje del motor gire a la misma velocidad, las ruedas motoras lo hagan a distinta. Permitiendo desarrollar una gran fuerza a velocidades reducidas (arranque, 1ª,…) y en cambio cuando el régimen de marcha no requiera una gran fuerza se selecciona una marcha que permita avanzar a gran velocidad, aunque no se desarrollen fuerzas importates (4ª, 5ª), ya que la potencia que proporciona el motor se puede considerar que se mantiene aproximadamente constante y es igual a producto del par por la velocidad de giro.

Imagen 22. 8000vueltas.com. ©	Imagen 23. elperiodicodelmotor. ©

El eje de entrada, unido al embrague, arrastra el eje secundario, uno de cuyos piñones fijos engrana con el piñón desplazable del eje de salida. El piñón desplazable corresponde a la marcha seleccionada. Para conseguir la marcha atrás se añade un piñón adicional con el que se invierte el sentido de giro del eje de salida.
Con la palanca de cambios selecionamos las distintas marchas. Generalmente los automóviles disponen de 5 marchas + marcha atrás y punto muerto, aunque las últimas grandes berlinas tienen cajas de hasta 7 velocidades como la de la imagen.

Imagen 24. motorspain. ©

En el siguiente video se explica gráficamente la función de la caja de cambios.