Välityssuhde on kahden silmukan hammasluvun välinen suhde. Tämä suhde ilmaistaan matemaattisesti. Jos esimerkiksi yksi hammas, jossa on 13 hammasta, ajaa 21 -hampaisella vaihteella, välityssuhde on 1/1.62 tai 1: 1.62. Lähes kaikentyyppiset mekaaniset koneet, kuten ajoneuvot, maatalouskoneet ja teollisuuskoneet, käyttävät vaihteita jollakin tavalla, ja välityssuhteita käytetään määrittämään koneen suorituskyky.
Ajatus välityssuhteesta perustuu ympyröiden ympärysmittaan. Kun kaksi hammaspyörää, joiden ympärysmitta on erilainen, on liitetty ulkoreunan hampailla, toisen liike muuttuu suuremmaksi tai pienemmäksi toisen liikkeeksi. Jos hammaspyörä, jonka ympärysmitta on suuri, pyörii vain puolet suuremmasta, pienempi hammaspyörä pyörii kaksi kertaa nopeammin kuin isompi. Sama konsepti toimii päinvastoin.
Vaihteet ovat moottorien ja muiden koneiden valmistajien räätälöimiä tietyn tuloksen saavuttamiseksi. Joissakin yhteyksissä, kuten autovaihteistoissa, välityssuhteita voidaan muuttaa vastaamaan auton tarpeita eri nopeuksilla. Auton vaihteiston alimmalla vaihteella on korkea välityssuhde, kuten 2: 1 tai 3: 1. Tämä antaa autolle mahdollisuuden liikkua helposti täydestä pysähdyksestä, kuten liikennevalosta. Koska moottorin on kuitenkin tehtävä kaksi tai kolme kierrosta jokaista voimansiirron kierrosta kohden, moottori ei voi saada pienellä vaihteella autoa käymään kovin nopeasti.
Toisella vaihteella välityssuhde on pienempi, mikä tarkoittaa, että moottorin ei tarvitse työskennellä niin kovasti, että auto saa lisää kiihtyvyyttä. Suuremmilla vaihteilla vaihteet laskevat asteittain. Nämä sopivat kohtuulliseen kiihtyvyyteen ja vähentävät moottorin kierrosten määrää, jotta auto pysyy mukavalla ajonopeudella. Vaihteiston hammaspyörät toimivat siis joko suurentamalla tai vähentämällä moottorin tehoa auton tuon ajan nopeuden perusteella.
Vaihteet voidaan joskus yhdistää hihnoilla tai muilla tavoilla, mutta useimmat hampaat. Tämä järjestely tarjoaa joitakin selviä etuja. Ensinnäkin niin kauan kuin mikään hampaista ei rikkoudu, vaihteiden välillä ei ole luistoa, mikä johtaisi tehokkuuden heikkenemiseen. Niiden avulla voidaan myös suunnitella tarkkoja välityssuhteita. Vaikka hammaspyörien ympärysmitat ovat hieman epätäydellisiä, hampaat tekevät siitä niin, että näillä epätäydellisyyksillä ei ole väliä. Koska ne synkronoivat tarkasti vaihteet, ne antavat myös tarkan välityssuhteen.