Skrzynki współosiowe posiadają wałek wejściowy i wyjściowy umieszczone w jednej osi. Takie rozwiązanie umożliwia uzyskanie tzw. biegu bezpośredniego poprzez sprzęgnięcie wałków ze sobą.
Zaletą stosowania biegu bezpośredniego jest zwiększenie sprawności przekazywania momentu napędowego poprzez całkowite wyeliminowanie przekładni zębatych. A jak wiadomo przekładnie zębate mimo stosunkowo wysokiej sprawności, bo wynoszącej ok. 98% (dla przekładni jednostopniowej) jednak są źródłem strat, a im więcej par kół zębatych bierze udział w przekazywaniu napędu tym większe są straty.
Wadą skrzynek współosiowych jest to, że na pozostałych biegach (poza bezpośrednim) w przekazywaniu napędu biorą udział zawsze dwie pary kół zębatych, a dla biegu wstecznego nawet trzy.
Ze względów konstrukcyjnych współosiowe skrzynki biegów stosowane są w napędach klasycznych i wieloosiowych.
O skrzynkach współosiowych wspominano już w temacie poświęconym skrzynkom biegów z kołami przesuwnymi. Współosiowe skrzynki biegów z kołami stale zazębionymi posiadają również trzy wałki: sprzęgłowy, pośredni i główny. Rysunek poniżej przedstawia taką skrzynkę w odmianie czterobiegowej:
Kolejny rysunek przedstawia bardzo podobną skrzynkę:
Pierwsza para kół zębatych (13) jest ze sobą stale zazębiona więc napęd przekazywany jest cały czas z wałka sprzęgłowego na pośredni. Umieszczone na wałku pośrednim koła tworzą pary z odpowiednimi kołami (7,8,9) ułożyskowanymi na wałku głównym. Dopóki nie zostanie włączony odpowiedni bieg doputy koła na wałku głównym obracają się swobodnie, nie przenosząc momentu napędowego.
Włączenie biegu następuje poprzez połączenie koła zębatego danego biegu z wałkiem głównym na którym jest ułożyskowany. W tym celu stosuje się dodatkowe sprzęgła zwane synchronizatorami, sterowane drążkiem zmiany biegów. W specjalnych konstrukcjach (np. sportowych) stosuje się także sprzęgła kłowe.
Przepływ momentu napędowego na poszczególnych biegach przedstawiają ilustracje:
