机械式无级变速器，利用一条V形金属传动带或传动链在主动工作轮和被动工作轮的V形槽中传递转矩。这种传动方式通常用在较小型的车辆上。现代的自动档汽车行驶时，驾驶员只需控制加速踏板，计算机通过一些感测器把捡取到的发动机节气门开度和车速信号进行分析，自动控制变速或使变速器换入不同档位工作。一般来说，自动变速器对发动机的功率会有损失。如果开手动档汽车水平高的驾驶者与开自动档汽车来比，同样的行驶条件下，自动档汽车一般费油约6～10%。

机械式无级变速器的工作轮分为主动轮和从动轮两部分，每部分又由活动带轮和固定带轮组成。带轮的结构特点是其工作面是锥面；带轮成对使用，且一对带轮中的一个是不动的，另外一个沿着它们的轴向可以滑动，因此两带轮之间所形成的V形槽的宽窄可以变化。相互靠近V形槽变窄，相互远离则V形槽加宽。V形槽宽与窄的变化表明位于其间的传动带与带轮接触部位发生变化。V形槽窄时接触部位靠近带轮大端，即接触半径加入，反之接触半径减小。

电控机械无级自动变速器（continuously variable transmission） 简称CVT。有变节圆传动（如带式、链式传动）、摩擦传动（如锥、盘、环和球面传动）、流体静压传动、流体动压传动等几种形式。但是从汽车要求的速比範围、功率重量比、使用寿命、可靠性和成本等方面综合考虑，仅V形金属带式CVT在汽车上得到套用。

金属带式CVT属摩擦式无级变速器，其传动与变速的关键件是具有V形槽的主动锥轮、从动锥轮和金属带，金属带安装在主动锥轮和从动锥轮的锥形槽内。每个锥轮由一个固定锥盘和一个能沿轴向移动的可动锥盘组成。来自液压系统的压力分别作用到主、从动锥轮的可动锥盘上，通过改变作用到主、从动锥轮可动锥盘上液压力的大小，便可使主、从动锥轮传递转矩的节圆半径连续发生变化，从而达到无级改变传动比的目的。

CVT的主要控制包括夹紧力控制和速比控制。夹紧力控制是提高CVT传动效率和金属传动带与带轮摩擦副寿命的保证。如夹紧力过小，金属带与带轮间产生滑转，这会降低传动效率并加快金属带与带轮的磨损，缩短使用寿命。金属带与带轮间除带的节圆层外，带与带轮间存在滑动。夹紧力过大时也会增加摩擦损失，降低传动效率，同时金属带的张力过大也会缩短带的使用寿命，所以根据传递转矩和速比的大小来确定夹紧力的最佳值。为了保持金属带在带轮稳定的节圆上啮合，主、被动带轮的转速得到速比，ECU发出指令由脉宽控制的压力控制阀给被动带轮适当夹紧力，按一定的传动比，控制阀给主动带轮适当夹紧力以保持在一定传递转矩和速比下稳定工作。速比控制是为了满足动力性或经济性的要求，传动系的速比应按驾驶员的意图，在汽车行驶阻力和发动机输出功率之间实现最佳匹配。在保持被动带轮夹紧力不变时，速比变化可以通过改变主动带轮夹紧力实现，但随速比变化时，主、被动带轮夹紧力失去原有平衡，被动带轮夹紧力也必须相应变化。可见夹紧力控制与速比控制是相互影响的，这就使CVT的控制变得複杂。

机械式无级自动变速器传动比连续，传递动力平稳，操纵方便，同时因加速时无需切断动力，因此汽车乘坐舒适，超车加速性能好。同时由于可使发动机始终在其经济转速区域内运行，从而大大改善了燃油经济性。但与齿轮传动相比，效率并不高，且此种变速器启动性能差，需另加启动装置，製造困难，价格也较高。