由於變速器輸入軸與輸出軸以各自的速度旋轉，變換檔位元時合存在一個同步問題。兩個旋轉速度不一樣齒輪強行嚙合必然會發生衝擊碰撞，損壞齒輪。因此，舊式變速器的換檔要採用兩腳離合的方式，升檔在空檔位置停留片刻，減檔要在空檔位置加油門，以減少齒輪的轉速差。但這個操作比較複雜，難以掌握精確。因此設計師創造出同步器，通過同步器使將要嚙合的齒輪達到一致的轉速而順利嚙合。
同步器有常壓式和慣性式。
目前全部同步式變速器上採用的是慣性同步器，它主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。
接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角（锁止角），同步锁环的内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。锁止角与锥面在设计时已作了适当选择，锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步，同时又会产生一种锁止作用，防止齿轮在同步前进行啮合。
当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后，在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低（或升高）到与同步锁环转速相等，两者同步旋转，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因而惯性力矩也同时消失，这时在作用力的推动下，接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合，并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换档过程。