Con el fin de acomodar la velocidad de giro del motor a la de las ruedas, el primero se conecta a un conjunto de engranajes por medio de la caja del cambio de marchas. El propósito es disminuir la velocidad de giro del motor en su engranaje con las ruedas, así como multiplicar su fuerza de giro; por eso, se emplea una primera reducción a través de las parejas de engranajes de cada marcha. La relación existente entre el tamaño de tales engranajes es la relación de cambio.
Al hablarse de que una marcha específica posee una relación de cambio de 2 a 1, ello implica que en esa marcha, por cada dos vueltas que recibe el cambio desde el motor, transmite sólo una al diferencial, mientras que la fuerza que llega del motor al cambio se multiplica por dos. Normalmente, el escalonamiento de las marchas se efectúa de manera que la primera reduzca mucho el giro del motor e incremente bastante la fuerza.
Se menciona que una marcha es directa cuando la relación de transmisión es de 1 a 1, o sea, transmite exactamente la misma fuerza y el mismo giro que llega del motor. En las marchas más altas se usan, por lo general, relaciones de cambio menores a uno, que aumentan el giro y disminuyen la fuerza del motor. De ahí que en primera velocidad el vehículo arranca con facilidad pero las ruedas giran despacio y en cuarta o quinta, para la misma fuerza del motor e igual régimen de giro, el automóvil no sube pendientes con igual facilidad.