全同步变速器采用惯性同步器，主要由关节套、同步锁环等组成。其工作原理是通过金属片之间的滑动摩擦实现速度同步。

因为变速器的输入轴和输出轴以各自的速度旋转，所以在换挡时存在“同步”的问题。两个不同转速的齿轮强制啮合，不可避免地会造成冲击碰撞，损坏齿轮。因此，旧变速器的换挡应采用“两脚离合”的方式。升档在空位置停止一分钟，降档在节气门的空位置减小档位的速度差。但是这个操作比较复杂，很难准确把握。因此，设计者创造了一个“同步器”，通过它，要啮合的齿轮可以达到相同的转速并平滑啮合。

惯性同步器依靠摩擦力实现同步，并在其上设置特殊机构，保证在实现同步之前，接合套与待接合的花键齿环不会接触，从而避免齿间冲击。同步器有常压式、惯性式和自增压式。啮合套、同步锁紧环和待啮合齿圈上有倒角(锁紧角)，同步锁紧环的内锥面与待啮合齿圈的外锥面接触产生摩擦。同步器的锁紧角和锥面在设计中选择得当。锥面的摩擦使齿轮套啮合与齿圈快速同步，同时会产生锁紧作用，防止齿轮在同步前啮合。当同步锁环的内锥面与齿圈的外锥面接触啮合时，在摩擦力矩的作用下，齿轮转速迅速减小(或增大)至与同步锁环相同，两者同步转动，齿轮相对于同步锁环的转速为零，因此惯性力矩同时消失。此时，在作用力的推动下，啮合套不受阻碍地与同步锁环的齿圈啮合，进而与齿圈啮合，完成换挡过程。