Hammaspyöräpumppu on mekaaninen pumppu, joka liikuttaa nesteitä kahden pyörivän hammaspyörän avulla. Neste virtaa paineen alaisena pumpun imuaukosta hammaspyörän hampaiden muodostamaan tilaan. Neste toimii myös vaihteiden voitelussa. Pienet välykset pumppukammion seinien ja hammaspyörän hampaiden välillä luovat tiiviin tiivisteen, mikä estää nesteen virtaamisen takaisin imuaukon läpi. Toisin kuin muut pumpputyypit, hammaspyöräpumppuja ei tarvitse esitäyttää, ja niitä voidaan käyttää kuivina lyhyitä aikoja vahingoittamatta pumppua. Niitä käytetään tyypillisesti veden, öljyn ja muiden nesteiden pumppaamiseen.
Hammaspyöräpumput pystyvät tuottamaan erittäin suuria sisäisiä paineita, ja niitä käytetään usein paksujen nesteiden, kuten piki ja raakaöljyn, pumppaamiseen. Pumpun nopeuksia on hidastettava, kun viskositeetti kasvaa, jotta nesteellä on riittävästi aikaa täyttää hammaspyörän hampaiden väliset tyhjät tilat. Hammaspyöräpumppu pystyy pumppaamaan erittäin tarkkoja määriä nestettä korkeassa paineessa, ja sitä käytetään usein polttoaineen ja lämmitysöljyn, dieselpolttoaineen ja bensiinin pumppaamiseen. Hammaspyöräpumppuja käytetään yleisesti myös autojen öljypumpuissa ja kotitalouksien öljypumpuissa.
Hammaspyöräpumppu toimii siirtymäperiaatteella. Vaihteiden pyöriessä hammaspyöräpumpun kammion sisällä ne muodostavat matalan ja korkean paineen alueita. Vaihteiden hampaiden väliin muodostuu matalapaineinen alue tai tyhjiö, kun ne irrotetaan. Neste virtaa tälle alemman paineen alueelle. Kun vaihde pyörii edelleen, neste jää loukkuun hammaspyörän hampaiden ja pumppukammion seinän muodostamaan taskuun. Lopuksi syntyy korkeamman paineen alue, kun hammaspyörät alkavat verkottua, pakottaen nesteen hammaspyörän hampaista ja poistoaukkoon. Jotta pumppu toimisi tehokkaasti, hammaspyörän hampaiden ja seinän väliin tarvitaan erittäin pieniä välyksiä. Ajan myötä hammaspyöräpumppu menettää vähitellen tehonsa, kun välykset kasvavat normaalin kulumisen vuoksi.
Vaihdepumppuja on kahta päätyyppiä, sisäisiä ja ulkoisia. Sisäisessä hammaspyöräpumpussa, joka tunnetaan myös nimellä gerotor, on kaksi vaihdetta. Pienempi sisäinen hammaspyörä mahtuu suuremman sisälle ja molemmat pyörivät samaan suuntaan. Pienemmällä hammaspyörällä on aina yksi hammas vähemmän kuin isommalla, ja se on asennettu keskelle suuremman hammaspyörän akseliin nähden. Tämä mahdollistaa sisäisen hammaspyörän pyörimisen vapaasti ulkoisen vaihteen sisällä ja samalla tilaa, jota tarvitaan nesteen pumppaamiseen imuaukosta hammaspyöräpumpun poistoon. Tehoa käytetään sisäisen vaihteen akseliin, joka sitten käyttää ulkoista hammaspyörää.
Ulkoisissa hammaspyöräpumpuissa on kaksi samanlaista hammaspyörää, jotka pyörivät vastakkaisiin suuntiin. Neste kuljetetaan hammaspyörän hampaiden ja pumppukammion sivujen väliin muodostuneessa tilassa. Tehoa käytetään käyttövaihteen akseliin, joka puolestaan ajaa toista vaihdetta. Hammaspyörää käytetään yleensä ulkoisissa hammaspyöräpumpuissa, vaikka kierukka- ja kalanruotovaihteita käytetään joskus, kun liiallinen pumpun melu on huolenaihe.