W skrzynkach niewspółosiowych znajdują się dwa wałki: wejściowy (sprzęgłowy) i wyjściowy (główny), przy czym oś drugiego umieszczona jest niżej. Napęd może być doprowadzany i odprowadzany z jednej strony. Skrzynki niewspółosiowe w stosunku do współosiowych są krótsze i nieco prostsze w budowie, co ułatwia zastosowanie ich w układach zblokowanych. Ma to szczególne znaczenie gdy silnik umieszczony jest poprzecznie – wówczas ze względu na ograniczną szerokość pojazdu o wiele łatwiej zastosować skrzynkę dwuwałkową. W przypadku umieszczenia silnika wzdłużnie takich ograniczeń teoretycznie nie ma. W napędach zblokowanych w obudowie skrzynki biegów znajdują inne podzespoły układu napędowego – przekładania główna i mechanizm różnicowy.
W przekazywaniu napędu w skrzynce dwuwałkowej bierze udział zawsze jedna para kół zębatych. Niestety przy takim rozwiązaniu nie ma możliwości uzyskania biegu bezpośredniego.
Rysunek poniżej przedstawia typowy przykład 5-cio biegowej skrzynki niewspółosiowej zastosowanej w napędzie przednim zblokowanym z silnikiem umieszczonym poprzecznie:
W powiększeniu układ kół zębatych dla położenia neutralnego wygląda następująco:
Włączenie pierwszego biegu następuje poprzez przesunięcie przesuwki synchronizatora I i II biegu w lewo co spowoduje połączenie koła zębatego I biegu z wałkiem głównym:
Drugi bieg włączamy przesuwając element synchronizatora I i II biegu w drugą stronę:
Warto zwrócić uwagę, że w tej skrzynce biegów synchronizator I i II biegu umieszczony jest na wałku głównym, a synchronizatory biegu III i IV, oraz V są osadzone na wałku sprzęgłowym.
Bieg trzeci włączamy przesuwając w lewo przesuwkę synchronizatora III i IV biegu:
Analogicznie do biegu drugiego włączamy bieg czwarty:
Bieg piąty „obsługiwany” jest przez synchronizator jednostronnego działania znajdujący poza korpusem skrzynki biegów:
Oczywiście mechanizm sterujący skrzynki biegów jest tak skonstruowany, że w danej chwili może być włączony tylko jeden synchronizator, aby włączyć kolejny synchronizator pozostałe muszą być w pozycji neutralnej.
Bieg wsteczny uzyskuje się poprzez wsunięcie koła ułożyskowanego na dodatkowej osi osadzonej w obudowie skrzynki biegów. Niestety na rysunku tego dobrze nie widać, gdyż koło przesuwne (zaznaczone na zielono) znajduje się za płaszczyzną przekroju naszego rysunku:
Ciekawostką jest to, że jedno z kół zębatych biegu wstecznego jest zarazem elementem synchronizatora – takie rozwiązanie nieco komplikuje jego konstrukcję, ale pozwala zmniejszyć długość skrzynki biegów.
Kolejny rysunek przedstawia skrzynkę 5 biegową z synchronizatorami umieszczonymi na wałku głównym:
Gdy silnik umieszczony jest wzdłużnie konieczne jest zastosowanie przekładni głównej z kołami stożkowymi:
Na koniec skrzynka biegów niewspółosiowa stosowana w napędzie 4×4:
Po prawej stronie widać centralny mechanizm różnicowy wraz z blokadą. Wałek główny jest w środku drążony i połączony z obudową centralnego mechanizmu różnicowego. Mechanizm ten rozdziela napęd na przednią i tylną oś. Wałek napędzający przednią oś znajduje się wewnątrz wydrążonego wałka głównego.