Koło zębate to koło z zębami lub nacięciami wykonanymi na jego obwodzie. Koło zębate może zazębiać się z zębami innego koła zębatego, tworząc podstawową maszynę. Skrzynie biegów, zegarki i wiele innych typów maszyn, które działają za pomocą kół zębatych i mechanicznych zespołów napędowych, wykorzystują koła zębate.
Kiedy jedno koło zębate zazębia się z drugim, tworzy maszynę zdolną do zwiększania lub zmniejszania swojej mocy mechanicznej. Ta zdolność do zmiany jest znana jako przełożenie. Przełożenie określa ilość mocy mechanicznej lub zwielokrotnienia wytworzonego przez dwa biegi. Przełożenie pochodzi z kół zębatych na każdym kole zębatym.
Kiedy jeden bieg wykonuje cztery pełne obroty, a drugi zazębiony tylko jeden obrót, mówi się, że ma przełożenie 4:1. Omawiając przełożenia przekładni samochodowej osi napędowej, jeżeli wał napędowy obraca zębnik o cztery pełne obroty, a koło koronowe obraca opony o 10 pełnych obrotów, mówi się, że ma przełożenie 4:10.
Koła zębate pomogły światu rozwijać się, pomagając w tworzeniu. Siłę jednej osoby można zwiększyć do setek przy odpowiednim przełożeniu maszyny z kołami zębatymi. Koło zębate pozwala maszynom wykonywać i realizować zadania, które nie byłyby możliwe przy użyciu szczególnej siły ludzi, a nawet koni.
Koło zębate umożliwia również maszynie wykonywanie funkcji o wysokiej prędkości z wejściem niskiej prędkości poprzez zastosowanie mnożenia przełożenia. Wybierając odpowiednio dobrane koła zębate, niska prędkość wejściowa może zostać zamieniona na wysoką prędkość wyjściową, a użytkownik może cieszyć się zaletami potężnego wentylatora, bardzo wolno obracając korbką.
Przekładnia samochodowa jest doskonałym przykładem mnożenia biegów. Gdy samochód działa, silnik pozostaje na dość powszechnym poziomie obrotów na minutę (RPM). Aby zwiększyć prędkość, system kół zębatych przekładni zaczyna zmieniać kombinacje biegów lub zmienia biegi, a prędkość pojazdu wzrasta. Skrzynia biegów nadal zmienia kolejność, w której różne zestawy kombinacji kół zębatych zazębiają się, a pojazd przechodzi przez wszystkie możliwe zmiany biegów, aby osiągnąć prędkość podróżną.
Odpowiednie przełożenie skrzyni biegów pozwala na jazdę z prędkością autostradową przy bardzo niskich obrotach silnika. Odpowiada to za uzyskanie odpowiedniego przebiegu paliwa i utrzymanie trwałości silnika.