齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制作办法等分类。
齿轮的齿形包含齿廓曲线、压力角、齿高和变位。渐开线齿轮比较简单制作，因而现代运用的齿轮中 ，渐开线齿轮占绝对多数，而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较少。
在压力角方面，小压力角齿轮的承载才能较小；而大压力角齿轮，尽管承载才能较高，但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷增大，因而仅用于特殊情况。而齿轮的齿高已标准化，一般均采用标准齿高。变位齿轮的优点较多，已遍及各类机械设备中。
别的，齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮；按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮；按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮；按制作办法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。
齿轮的制作材料和热处理过程对齿轮的承载才能和尺度重量有很大的影响。20世纪50年代前，齿轮多用碳钢，60年代改用合金钢，而70年代多用表面硬化钢。按硬度 ，齿面可区分为软齿面和硬齿面两种。
软齿面的齿轮承载才能较低，但制作比较简单，跑合性好， 多用于传动尺度和重量无严格限制，以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中，小轮负担较重，因而为使大小齿轮工作寿数大致相等，小轮齿面硬度一般要比大轮的高。
硬齿面齿轮的承载才能高，它是在齿轮精切之后 ，再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理，以提高硬度。但在热处理中，齿轮不可避免地会发生变形，因而在热处理之后须进行磨削、研磨或精切 ，以消除因变形发生的误差，提高齿轮的精度。
