Зубчатые колеса (шестерни) — главные детали зубчатой передачи, это диски с нарезанными зубьями на поверхности, цилиндрической или конической формы. Зубья одного зубчатого колеса входят в зацепление с зубьями другой шестерни. Как правило, ведущее зубчатое колесо (малое) называют шестернёй, а большое просто "колесом", хотя довольно часто оба зубчатых колёса именуют шестернями.

Зубчатыми передачами называются механизмы с высшими кинематическими парами в состав которых входят зубчатые колеса, рейки или секторы – звенья, снабженные профилироваными выступами или зубьями. Зубчатые передачи бывают простые и сложные. Простая зубчатая передача – трехзвенные механизм, состоящий из двух зубчатых колес и стойки, в котором зубчатые колеса образуют между собой высшую пару, со стойкой – низшие (поступательные или вращательные).

Простые зубчатые передачи классифицируются: по виду передаточной функции (отношения), с постоянным передаточным отношением, с переменным передаточным отношением, по расположению осей в пространстве, с параллельными осями, с пересекающимися осями, с перекрещивающимися осями, по форме профиля зуба, эвольвентным профилем, с циклоидальным профилем, с круговым профилем (передачи Новикова), по форме линии зуба, с прямым зубом, косозубые, шевронные, с круговым зубом, по форме начальных поверхностей, цилиндрические, коническое, гиперболоидные, по форме и виду зубчатых колес, червячные, с некруглыми колесами, винтовые.

Сложными зубчатыми механизмами называются механизмы с зубчатыми передачами с числом зубчатых колес больше двух. Это могут быть механизмы с оригинальными структурными схемами или механизмы, образованные последовательным и (или) параллельным соединением простейших типовых зубчатых механизмов.

Механизмы, в которых кинематические цепи образуют один или несколько замкнутых контуров и в которых входной поток механической мощности в процессе передачи и преобразования делится на несколько потоков, а затем суммируется на выходном звене, называются многопоточными механизмами. Распределение передаваемых усилий по нескольким кинематическим парам уменьшает нагрузку на элементы пар и позволяет существенно уменьшать габаритные размеры и массу механизмов. Многозонный контакт звеньев механизма существенно увеличивает жесткость механизма, а за счет осреднения ошибок и зазоров, уменьшает мертвый ход и кинематическую погрешность механизма. Однако, за счет образования в структуре механизма внутренних контуров, число избыточных или пассивных связей в механизме увеличивается. Поэтому при изготовлении и сборке механизма необходимо либо повышать точность деталей, либо увеличивать зазоры в кинематических парах.

Сложные зубчатые механизмы, в которых ось хотя бы одного колеса подвижна, называются планетарными механизмами.