Chaque moteur a un régime minimal, au-desous duquel il ne peut pas fonctionner sans inconvénients, et un régime maximal, qui ne peut être dépassé. C'est au conducteur d'apprendre à conduire en choisissant le rapport qui transmet aux roues le couple le plus élevé. sans dépasser les régimes dangereux pour le moteur.

Une transmission automatique doit être dotée d'un système susceptible de sélectionner le meilleur rapport en relation avec la vitesse du véhicule et le régime supportable par le moteur. On respecte cette condition en reliant le dispositif soit avec les roues, soit avac l'arbre moteur, gràce à un régulateur centrifuge ou une pompe à huile. Un signal provenant des roues indique la vitesse du véhicule et effectue une première sélection entre les rapport; supérieurs, si la vitesse est élevée, et inférieurs. si la vitesse est réduite. Dans un autre procédé.

Un signal provenant du moteur choisit, entre les rapports possibles, celui qui permettra au moteur de tourner à un nombre de tours ni trop bas ni trop haut, établi par le constructeur pour une moindre consommation et une plus grande durée du moteur (par exemple, entre 2 000 et 5 000 tr/mn).

dessin du réseau
du groupe de soupapes
hydrauliques

Toutefois, le pilote peut modifier la loi d'intervention de l'automatisme en variant la position de l'accélérateur : quand il écrase l'accélérateur à fond, les signaux agissent de manière que les passages des rapports inférieurs aux rapports successifs se produisent au nombre de tours maximal établi par le constructeur, assurant ainsi une bonne accélération. Avec l'accélérateur en position intermédiaire, les changements de vitesse se produisent au contraire à des régimes plus bas.

En effet, en relâchant momentanément la pédale pendant la phase d'accélération, on peut prendre une vitesse supérieure (par exemple, de seconde en troisième).
On peut aussi supprimer l'automatisme en bloquant le rapport voulu, gràce au levier de sélection. Enfin, il est possible de rétrograder rapidement en appuyant à fond sur l'accélérateur pour faire ainsi se déclencher un dispositif particulier des commandes hydrauliques, en excluant l'automatisme (manoeuvre de Kick down).

Le dispositif qui recueille les divers signaux et le programme d'enclenchement des vitesses est constitué, en général, par un groupe de soupapes hydrauliques ou par un circuit électronique. Le même groupe pourrait, théoriquement, commander aussi un système d'embrayage normal et une boite de vitesses classique, mais l'enclenchement de l'embrayage au départ du véhicule est une opération assez délicate et lente, qui varie, en outre, en fonction de la charge, de la déclivité de la route et de la volonté du conducteur. Toutes ces raisons ont déterminé l'emploi du convertisseur de couple.
Celui-ci peut être considéré comme un embrayage hydraulique dont l'enclenchement se produit de façon autonome, sans intervention extérieure, dés qu'un certain nombre de tours a été dépassé.

En plus de ses qualités de douceur et de progressivité, il offre aussi l'avantage de transmettre, au départ du véhicule, un couple supérieur à celui qu'il reçoit. En revanche, il ne garantit pas l'enclenchement complet quand le véhicule est en marche, étant donné qu'il fonctionne seulement lorsqu'il y a un certain cheminement entre les deux éléments qui le composent, par conséquent entre l'arbre de transmission et le moteur.

Dans certains convertisseurs, il est possible d'abolir le cheminement grâce à un assemblage rigide entre les turbines, et réalisable lorsque les cheminements ont atteint leur limite inférieure. Il reste entendu que le convertisseur, précisé- ment en raison de la nature de l'assemblage fluide empêche le démarrage par impulsion du véhicule, au moins jusqu'à ce qu'un certain nombre de tours ne soit dépassé. La boite de vitesses est à trains épicycloïdaux, avec enclenchements gradués obtenus grâce à des disques ou bien à des bandes de freinage et plus rarement des cônes. Il ne serait pas, en effet, possible d'employer une boite de vitesses conventionnelle, étant donné qu'il est trop difficile et trop compliqué d'effectuer sans heurts les passages d'une vitesse à une autre.

Les éléments d'un train épicycloïdal sont au nombre de trois : la couronne, le satellite et le planétaire.Ils sont toujours en prise et peuvent être bloqués graduellement en réalisant des rapports divers. La commande des frictions et des freins à bande se produit hydrauliquement par le truchement du bloc-soupapes.

Autrefois, la plupart des boites de vitesses étaient à train baladeur, le changement de vitesse, difficile et fatigant. L'aspiration vers une conduite commode et aisée, et, plus particulièrement, la généralisation de l'usage de la voiture par les femmes ont fait naitre un grand nombre de dispositifs destinés à rendre automatique la sélection des rapports.
Ainsi, on a vu se succéder des transmissions mécaniques basées sur l'effet centrifuge, hydraulique (même à l'eau), à air comprimé, électrique, à poudre magnétique.