Зубчатые колеса используются для передачи движения вращения и вращающих моментов с одного вала на другой без проскальзывания (с геометрическим замыканием. Вращательное движение передается посредством взаимного сцепления и проворачивания зубьев двух зубчатых колес. Зубья, которые входят в зацепление, прокатываются относительно друг друга с легким скольжением на своих боковых поверхностях. В этот момент происходит передача вращающего момента.
Ведомое и ведущее зубчатые колеса вращаются в противоположных направлениях. Изменение числа оборотов вала происходит, если у входящих в зацепление колес имеется различное количество зубьев. Соотношение оборотов зубчатых колес называется передаточным отношением. Его значение вычисляется из отношения чисел зубьев каждого колеса.
Имеется много видов зубчатых колес. Конические зубчатые колеса имеют зубчатый венец, проходящий по наружной боковой поверхности конуса. Зубья у конических колес могут быть косыми, дугообразными или прямыми. Цилиндрические зубчатые колеса обладают зубчатым венцом, расположенным по периметру. Зубья также могут быть прямыми, изогнутыми или косыми. Кинематическая пара "червяк—червячное колесо" изготавливается с одними или двумя зубами, изогнутыми винтообразно.