在其最基本的形式中，齿轮是圆形的齿形装置，能够将发动机转速转换为扭矩。齿轮安装在齿轮轴上，或者是齿轮轴的一部分。许多更常见的齿轮在中心有一个孔，称为孔，齿轮轴通过该孔安装。当齿轮轴旋转时，齿轮也会旋转。
从本质上讲，齿轮轴是齿轮的轴，提供允许一个齿轮啮合并转动另一个齿轮的旋转。该过程通常称为齿轮减速，对于将马力从发动机传递到驱动机构至关重要。发动机转速转换为扭矩是提供动力的驱动力，例如，为汽车的车轮提供动力。通过汽车变速器中的齿轮和轴，发动机能够以恒定的速度运行，而汽车车轮可以运行得更快或更慢，甚至倒车，使用相同的发动机旋转方向和速度。
普通汽车发动机的飞轮连接到一个齿轮轴上，齿轮上安装着许多不同尺寸的齿轮。通过轴的水平运动，这些主齿轮与其他更大和更小的齿轮啮合和分离，也安装在齿轮轴上。同样，驱动轴将动力从汽车变速器中的齿轮传递到车轴并传递到驱动轮，是齿轮轴的一个非常常见的例子。
齿轮轴也可以包含集成在轴中的齿轮齿，从而成为轴齿轮。这种两端都有齿轮的轴称为相交轴齿轮。锥齿轮和螺旋齿轮是相交的轴齿轮。这种传动装置的一个很好的例子是直升机旋翼。来自发动机的垂直相交轴齿轮接合一个或多个水平轴齿轮以转动转子。
相同的原则也适用于汽车。驱动轴通常是传动端的轴，差速器端的相交轴齿轮。此配置允许将垂直移动转换为水平移动。
一些不同类型的齿轮轴是偏心轴、联轴器齿轮轴、花键轴和键轴。重型应用中使用的齿轮很可能由坚固的金属制成。用于制造这些轴的其他材料是铜铝和塑料。原始的齿轮轴，通常与中世纪的砂轮一起发现，由木头制成。
