自動變速器的廠牌型號很多，外部形狀和內部結構也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩器和齒輪式自動變速器組合起來的。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、變速齒輪機構、供油系統、自動換擋控制系統和換擋操縱機構等五大部分。
1、液力變矩器
液力變矩器位於自動變速器的最前端，安裝在發動機的飛輪上，其作用與採用手動變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環流動過程中動能的變化將發動機的動力傳遞自動變速器的輸入軸，並能根據汽車行駛阻力的變化，在一定範圍內自動地、無級地改變傳動比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。
2、變速齒輪機構
自動變速器中的變速齒輪機構所採用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。
採用普通齒輪式的變速器，由於尺寸較大，最大傳動比較小，只有少數車型採用。目前絕大多數轎車自動變速器中的齒輪變速器採用的是行星齒輪式。
變速齒輪機構主要包括行星齒輪機構和換檔執行機構兩部分。 行星齒輪機構，是自動變速器的重要組成部分之一，主要由於太陽輪（也稱中心輪）、內齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機構是實現變速的機構，速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同元件的運動而實現的。在速比改變的過程中，整個行星齒輪組還存在運動，動力傳遞沒有中斷，因而實現了動力換擋。
換擋執行機構主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個元件的運動，改變動力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構的某個元件使之成為主動件。制動器的作用是將行星齒輪機構中的某個元件抱住，使之不動。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動器基本相同，也是用於固定或連接幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動比的擋位。
3、供油系統
自動變速器的供油系統主要由油泵、油箱、濾清器、調壓閥及管道所組成。
油泵是自動變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的後方，由變矩器殼後端的軸套驅動。在發動機運轉時，不論汽車是否行駛，油泵都在運轉，為自動變速器中的變矩器、換擋執行機構、自動換擋控制系統部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調節由調壓閥來實現。
4、自動換擋控制系統
自動換擋控制系統能根據發動機的負荷（節氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設定的換擋規律，自動地接通或切斷某些換擋離合器和制動器的供油油路，使離合器結合或分開、制動器制動或釋放，以改變齒輪變速器的傳動化，從而實現自動換擋。
自動變速器的自動換擋控制系統有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。
液壓控制系統是由閥體和各種控制閥及油路所組成的，閥門和油路設置在一個板塊內，稱為閥體總成。不同型號的自動變速器閥體總成的安裝位置有所不同，有的裝置於上部，有的裝置於側面，縱置的自動變速器一般裝置於下部。
在液壓控制系統中，增設控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統，若這些電磁閥是由電子計算機控制的，則成為電子控制的換擋系統。