Ngay từ tên gọi, ta có thể biết được loại hộp số này có khả năng tự động chuyển đến cấp số thích hợp mà không cần người lái kiểm soát. Để làm được điều đó, hộp số tự động được trang bị một bộ mê cung mạch dầu, được điều hướng bởi các van điện từ giúp phân bổ áp suất dầu đến các bố, bánh răng cần thiết để tạo nên tỉ số truyền khác nhau.
Trong hộp số tự động, để kết nối với động cơ, các nhà sản xuất sử dụng bộ biến mô thay cho ly hợp truyền thống. Cơ cấu này sử dụng dạng kết nối thông qua dầu. Khi cánh quạt đầu vào quay cùng động cơ, lượng dầu bên trong biến mô từ đó sẽ truyền sức mạnh đến bộ cánh quạt đầu ra, làm quay hộp số. Ở tốc độ cao, các van điện từ trong cơ cấu điều khiển sẽ kích hoạt cơ cấu khóa biến mô, từ đó các chi tiết bên trong sẽ quay ở cùng tốc độ.
Để tăng lượng mô-men xoắn đến đầu ra, giữa hai cánh quạt được trang bị thêm bộ stator với thiết kế cánh quạt chéo giúp tăng áp suất dầu khi chúng được “bắn” bởi cánh quạt đầu vào đến cánh quạt đầu ra. Bộ stator này cũng được trang bị thêm bộ khóa một chiều nhằm ngăn chặn lực dầu từ cánh quạt đầu ra trả lại và giảm tốc độ của cánh quạt đầu vào. Ở tốc độ thấp, bộ khóa một chiều sẽ quay với tốc độ nhất định, giúp giảm mô-men và giảm áp suất dầu, tránh tình trạng chết động cơ.
