拖拉机自动变速箱与汽车上使用的生产收获机械变速箱自动变速箱原理和工作过程相似，不需要驾驶员参与换挡，换挡过程按照既定程序进行，按照自动变速箱采取的传动形式可分为液力机械式变速箱、静液压式变速箱以及液压机械式变速箱三种。（1）液力机械式变速箱的主要特点是：其传动通过液力变矩器或是液力祸合器与变速箱进行串联，使收获机械变速箱厂家拖拉机起步更加平稳，防止过载破坏。（2）静液压式变速箱的主要特点是：将液压传动装置和变速箱串联传动，液压传动装置负责发动机的全部功率，操作简单平稳。（3）液压机械式变速箱的主要特点是：除了将液压传动装置和变速箱串联传动外，还需要通过差动机构功率的合流或分流，完成液压传动装置与纯机械传动的选择性传动。自动变速箱在先进的拖拉机上应用的越来越广泛。

在拖拉机发展的早期，使用的主要是生产收获机械变速箱手动变速箱，它的结构较为简单，在技术上可分为：滑动齿轮换挡、啮合套换挡以及同步器换挡三种方式，滑动齿轮换挡主要是通过主齿轮在驱动轴上来回滑动，在不同的位置上与从动齿轮啮合，是最基础的变速方式。啮合套换挡是指在主动轴上存在一个空套齿轮，它与从动轴上的齿轮长期处于啮合状态，通过移动主动轴上的啮合套，将主动轴的动力传递给空套齿轮。同步器换挡变速箱收获机械变速箱厂家利用了摩擦原理，这有利于保证主从动齿轮在啮合时有相等的圆周速度，这就使得在换挡过程中更加平顺，避免了齿轮啮合时的冲击，确保了齿轮的使用寿命，这在拖拉机手动变速箱的发展过程中具有重要的意义。

采用生产收获机械变速箱电子控制液压系统驱动换挡离合器切换挡位，如Case IH公司在其Steiger拖拉机上装配电子脉冲宽度调节换挡电磁阀，由控制器控制自动换挡，使其在田间和公路上的换挡更加顺畅，既减轻了驾驶员的疲劳程度，又延长了变速箱收获机械变速箱厂家的寿命。电子辅助功能，如(1)强制降挡功能，在高速挡运行过程中遇到大负载时或驾驶员快速踏下油门踏板时，系统将临时降低至低挡位；(2)巡航功能，驾驶员无需踩油门踏板，旦设定工作速度，控制系统通过对油门开度、挡位变换，使拖拉机按最佳燃油经济性或最佳动力性要求保持设定的作业速度行驶，以减轻驾驶员劳动强度；(3)驱动防滑功能，拖拉机在附着系数低的作业路面起步或加速时，通过对换挡离合器、发动机转速和挡位变化来控制输出轴转矩来控制牵引力，以达到防滑控制的目的，提高拖拉机的操纵性、稳定性和安全性；(4)电子地头转向功能，在田间地头转向时，通过转向开关实现自动换挡，悬挂农具升降，液压输出与油门控制，简化地头转弯操作。

啮合套换挡相对于滑动齿轮换挡具有体积小、换挡相对容易的优点。由于滑动齿轮换挡和啮合套换挡具有结构简单、加工制造成本低等优点，所以它们在生产收获机械变速箱拖拉机产生的初期应用极为广泛。但随着操作者对拖拉机驾驶平顺性以及变速箱使用寿命的要求日益增长，同步器换挡变速箱的优势也就逐渐凸显出来。自从20世纪30年代同步器变速箱被发明，它在欧美市场的使用就越来越广泛，这也就导致了滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构的变速箱已经逐渐被淘汰。对于我国，由于拖拉机收获机械变速箱厂家技术起步较晚，现阶段滑动齿轮换挡和啮合套换挡结构还在很大程度上被使用，由于手动变速箱换挡时会中断拖拉机动力，使得拖拉机的工作效率降低，操作变得更为繁琐，因此，随着时代的发展，对于变速箱操作的简化要求也就越来越高。

在我国，生产收获机械变速箱动力换挡变速器最早是在工程机械上得到应用，如1966年柳工Z435装载机上使用的定轴式变速器，随后在1970年开始在ZL50装载机上使用行星式变速器。此后在80年代又先后引入了日本TCM叉车的变速器和德国ZF公司电液控制定轴式变速器收获机械变速箱厂家等先进技术，使我国这一行业水平有了较大的提高 。目前动力换挡变速器主要在装载机、推土机、叉车、平地机和压路机上得到广泛的应用，国内以吉林大学、北京理工大学、同济大学为主的各科研院所机构均对液力自动变速控制技术进行了研究，并取得了一些科研成果。但这些研究主要集中在汽车和工程机械上，而在农业拖拉机上的应用研究较少。此后直到2010年，中国一拖集团公司与国外合作，逐步研发了东方红IJz、LA、LF等系列重型动力换挡拖拉机，才实现我国大功率拖拉机在该项目上零的突破。