谈及变速系统套件，几乎可将自行车的的【传动系统】全部纳入，其中包括齿盘、BB及花鼓等，不过若只谈到【变速器】的部份，前变速器(Front Derailleur)，后变速器(Rear Derailleur)及变把（Shifter）三大零件会被归为变速器，然而自行车的变速器形成与发展，并非凭空而来，是经过一段历史的演进及改良，才成为具有现代化且科技化的自行车零件。
那些年大家用过的变速器
广泛而言，变速系统可分为内变速(Hub gear)及外变速(Derailleur gear) ，就发展历史来看，清朝末年的1895年，内变速系统即在美国出现，不过却是在20世纪初(1902)的英国开始发扬光大，SturmeyArcher在1950年初期的内变速年产量即达到200万颗，当时的欧洲不仅内变速系统活跃，震撼自行车未来的外变速系统雏型，在Campagnolo创始人Tullio Campagnolo的研发下，以平行四边型的外观问世，为自行车带来不平凡的改变。
Campagnolo开启新纪元
最早要追回溯1940年代，Tullio Campagnolo研发出可切换齿轮的杆齿轮(Rod Gear)，这让车手可以比较轻松的变速，不用停车、免下车即可变速，杆齿轮的发明随后在环法大赛(Tourde France)让意大利传奇车手Gino Bartali【回归荣耀】，相隔十年后于1948年再度穿上环法黄衫，让世人开始投入更多眼光于杆齿轮上而这也只是开启外变速的序曲。

操作自如：变速把
诚如上述，变速器包含前变速器、后变速器及变把，其中变把可说是车友使用变速器最先接触的元件，以往变把是置于车架下管(Down tube)处，不过经过造型、性能等特性改良后，无论是公路车、登山车，变把的位置现今几乎都置于车把手(Handle bar)居多，但也因骑乘的特性有差异，像公路车的变把会与刹把结合为一体，登山车则是置于车把手上。
变把主要的功能，是用来控制传动系统的传动比，也就是俗称的齿轮比，无论是内变速或是外变速，变把的主要功用，都是让变速器能变化到所需的档位，变把可区分多种，同时也依历史年代演进有不同。
独立变把到双向整合
早先的公路车，变把是在下管处，刚开始变速只能变化2-3个档位，随着时间的演进，在1970年代即开始有5-6档位的变速器出现，而置于下管的摩擦式变把(Friction shifting) ，它的简单且无兼容性问题的特点，受到许多车友喜爱，不过拥有无法精准变化档位的致命伤，这让它日后发展受限，现今使用摩擦式变把的车种，主要是以旅行车及旧式公路车居多，且大多在欧洲地区已很少看到。
因摩擦式变把无法精准变档位，Shimano在1980年代推出SIS变速系统，其中包括6速的Dura-Ace，变把顺势推出指引式变把(lndex shiftinci)，而指引式变把主要包括twist shifters、指拨把(trigger shifters)及bar-end controls等样式，Shimano在登山车的RapidFire Plus变把（即SRAM的Trigger），有独立的变把可调整档位，让车手可以在一个变速行程里，直接变化三个档位（上或下三齿），透过食指拉动或姆指下压变档的【双向退档】的特点，并将刹车整合(Dual-control) ，至今仍沿用于Shimano的Deore到XTR变速系统中。

刹把合一新趋势
随着时代的演进，人体工程学及轻量化的趋势下，煞把与变把之间的整合，成为变速器发展的新趋势，变速煞车把(Brake/Shift Levers或brifters) 的出现，也成为一种潮流，像是Campagnolo的ErgoPower、Shimano的STI、SRAM的Double Tap，都是符合人体工
学设计且改进变把构造，让变把拥有更坚固的性能，透过单指即可轻松变速，加上走内线的设计，让变速过程更为迅速方便，同时去除额外的重量，让自行车更加轻量化，不过这也让不同厂牌之间的变速器产生无法兼容的问题。

变把之所以能作动，是通过齿轮原理，让变速线能改变前、后变速器的位置以切割档位，如同时钟内的分针、时针移动的原理，而变把也会影响变速的手感，除了造型上的关系外，最重要的关键就在【拉线比】。 所谓的拉线比，就是【变把拉线的行程/后变速器横向移动的行程】 ，例如变把变化一个档位时需要拉线4mm，而后变速器移动的距离为4mm，其拉线比就是为1：1，不过各家的拉线比并不相同，以10速的变速器为例，SRAM约为1：1、Campagnolo约为1.7：1、Shimano约为2.0：1。拉线比的不同，会造成变速的手感有些许差异，就像车友会说SRAM的变速效果直接（拉线比短） ，Shimano有绵密之感（拉线比长） ，然而拉线比不只影响变速手感，也包括变速系统之间的相容性，就以SRAM与Shimano为例，假设变把在变速中，会移动3mm，SRAM的拉线比为1：1，后变速器也会跟着移动3mm，而Shimano的拉线比为2.0，后变速器会跟着移动6mm，若混合使用，这会造成
变速档位的不精确，而且若一次变多档，感受更加明显。

大小盘微调专家：前变速器
位于大齿盘上方的前变速器，主要将链条在大齿盘之间换变档位，主要结构包含(1)内外导板、(2)高低位螺丝及(3)变速内线锁附螺丝。
全轮距影响前变速角度
前变速器是四连杆装置，目前可透过铝合金、钢、塑料或是碳纤维制成，前变速器在动作时，会平移的将链条在齿盘间档位变化，一般而言，导板与链条之间的距离都会有一定范围，像是内、外导链片与链条距离为0-0.5mm，让链条不轻易掉落，然而若是导链片的距离超过上述距离，可透过高、低位螺丝调整导链片与链条位置。
虽然前变速器看起来大同小异，不过还是在一些细节上会有区别，因车架几何全轮距(Wheelbase)的关系，在登山车上的前变速器角度为66-69度，在公路车的前变速器角度为69-72度，此外在变速内线锁附方式(Cable pull types) 、导板类型(Gage types) 、前变速器类型(Swing types) 、安装类型(Mount types)等四大方向，可看出前变速器的特性。
走线锁附方式
变速内线锁附方式，主要会依造车种的区别，让变速线的走线有所差异，目前可大略区分为上拉式(Top Pull)与下拉式(Bottom Pull)。
上拉式的前变速器，主要是使用在单避震的登山车或是越野公路车上，其变速线会沿着车架的上管，将变把及前变速器连结。而下拉式的前变速器主要使用在旅行车或是公路车上，其变速线会沿着车架的下管，将变把及前变速器连结，重口味的全避震车前变速器走线，主要也会走下拉式，其目的是怕后避震器勾到变速线，导致无法正常变速，然而现也有所谓的双拉式(Dual Pull)的变速内线锁附方式，无论前变速器的变速内线要从上拉或下拉，双拉式都可使用。

导板类型
前变速器主要功能是让链条在大齿盘之间变速顺畅容易，不过现今大齿盘可分为2盘及3盘，在3盘式的大齿盘中，从最小盘要变到中盘，前变速器的内导板(lnner cage)若以BB的中轴为基准，其向外作动的方向，会较2盘来得更大，不过最主要的目的，还是为了让变速更滑顺，然而登山车的导板会较公路车来得较小，除齿盘大小的关系外，下上链点也会有所差异。
变速器类型
主要可分为上摆式(Top Swing) 、下摆式(Bottom Swing) ，区分的方式是换链片锁在车架的位置，所谓的下摆式前变速器，也是大家比较了解的传统式前变速器，也有人将它称为High Clamp，之所以会被称为High clamp，是因为前变速器束环挂在车架上的点，比齿片飞轮(cassette)来得高，反之亦然，若是前变速器束环挂在车架座管上的点，较cassette低，则是为上摆式(Top Swing) ，目前下摆式的前变速器较上摆式前变速器更普遍。
大小S称呼不同
不过上摆式与下摆式之间并没有非常明显的差异，差别就是在上摆式的前变速器移动的空间会较受限，因为登山车的后避震器会作动的，加上考量后车胎是否会撞到，正因如此，大部份的车都采用下摆式的前变速器，然而锁在座管上的束环( Clamp)有28.6mm、3-1.8mm、34.9mm、38.2mm的尺寸，不过近来也有透过垫圈的方式，让束环的尺寸不一定要迁就车架座管的大小，也可直接安装在车架上。
文中所提的上摆式 (Top Swing)与下摆式 (Bottom Swing)是Shimano的用法，然而在SRAM会以束环(Clamp)安装位置的点称呼，也就是High Mount（为Shimano的下摆式，与Low Mount（为Shimano的上摆式） ，两者用法不同，车友们可做为参考。
安装类型
前变速器安装于自行车架的方式有所区别，上文所提的上、下摆式是属于其中一种( Clamp)，然而前变速器的安装类别还有其他方式，像是braze-on、E-Type及Direct-Mount。
其中braze-on是将变速器挂勾焊在车架上，然后让前变速器得以放置在挂勾上，在车架上会有【凸出】的设计，大多是应用在公路车上，E-type也就是一般所谓的BB锁附式（与BB锁导链器的安装方式相同），然而现在的自行车上，也出现Direct-Mount的前变速器安装

注2：一般前变速器在变速时，都会有半档微调的动作，不过对于车友而言，有时候会造成困扰，Shimano推出免半档微调变速系统(Trim-Free System)，将拨链片加宽并搭载在Dura-ace的前变速器上，让车友在骑乘中，进行大盘微调时不需要进行半档微调，更能专心在骑乘。而前变速器的导链片外侧，与大齿盘垂直正上方的距离，建议距离约1-3mm。

美腿哲学：后变速器
主要控制链条在飞轮之间顺畅变速的后变速器，其结构组件有
(1)上导轮(Guide Pully)
(2)下导轮(Tension Pully)
(3)后变速器主体
(4)高、低位螺丝
(5) B-Tension螺丝
(6)变速内线锁附螺丝
(7)后变速器安装固定螺丝
其中B-Tension螺丝是后变速器装上车架的关键，抵住车架的后勾叉，而导板与导轮是在后变速器作动时，扮演重要角色。

反向变速有差异
分辨后变速器的类别，目前大多会以初始位置( Relaxed postition)、导板类型(Cage Length)、导板设定位置(Cage Position) 来分门别类‘。
后变速器里的初始位置，又可分为正向式变速(High normal or Top normal) 及反向式变速 (Low normal or rapid rise)，其中正向式变速初始位置是位于高速飞轮片，也就是飞轮上的最小齿片，进档的时候会愈推愈轻齿，正向式变速在Shimano大部份的登山车变速及公路车变速可看见，SRAM及Campagnolo全都使用正向式的变速，正向式变速最大的特点，就是变到重齿时会较轻松，进档的速度也更快，这对于分秒必争的公路赛事里，最后的冲刺或加速，正向式变速可让选手轻松变回重齿；反向式变速则与正向式相反，初始位置是位于低速飞轮片，也就是飞轮上的最大齿，这在一些越野自行车上或是Off-Road的自行车上较常见，因为上坡常是越野自行车的关键，突破上坡的关卡，对于越野车可说是首要关键，像是Shimano的9速Deore XT就是反向变速器的代表。
美腿的包容
导板类型即是车友俗称的腿长，可区分为短导板(SS)、标准导板(GS)、长导板(SGS)，基本上腿长的定义是上、下导轮之间的距离，也决定了后变速器的包容量。
所谓的总包容量，即指后变速器的包容量，而后变速器的包容量可透过公式来计算，其公式为【后变速包容量=大齿盘齿片齿数差+飞轮齿片齿数差】 ，假设大盘的大小齿片为44、22齿，飞轮的大小齿片为32、11片，其大齿盘齿片齿数差为22(44-22) ，飞轮齿片齿数差为21 (32-11) ，后变速器的包容量为43（22+21） ，这时候就可以推算搭配的齿片适合哪些后变速器，若是该变速器的包容量数字小于齿比计算出的结果，代表该变速器无法使用。

重焕发光芒的新内变速
相较外观轻盈的外变速，内变速虽然体积较大且重量也较重，不过内变速的耐操且变速滑顺的特性，在城市车使用极为普遍，特别是西欧及日本等在自行车发展较先进的地区。