变速自行车的传动系统主要由脚踏、链条、前齿轮（牙盘）和后齿轮（飞轮）组成。当牙盘尺寸较小时，相当于缩短了阻力臂的长度，而飞轮尺寸较大则相当于延长了动力臂，根据杠杆原理，这种组合能够有效降低踩踏时所需的力量。
这种省力设计的代价是骑行速度会降低。虽然脚踏和链条转动频率加快，但车轮的实际前进速度反而下降，因为较大的飞轮需要更多转速才能驱动车轮达到相同线速度。
前轮与后轮设计差异源于功能分工不同。后轮作为驱动轮，需要优先保证动力输出效率，而前轮主要承担转向功能，因此前轮齿轮设计更注重稳定性而非省力效果，两者需求不同导致结构配置相反。