在结构上，手自一体变速器主要由普通的齿轮箱（和手动变速器一样）、电子控制离合器、自动换档操纵机构和电子控制部分等组成。电子控制离合器的作用是根据需要自动地使离合器分离、接合或者"吊"离合器，工作时由变速器ECU控制步进电机推动离合器拨叉，使离合器分离或接合。自动换档操纵机构的作用是根据需要自动地挂入相应的档位，一般设置两个步进电机，都由变速器ECU来控制。其排档杆的设置和普通自动变速器相似、没有离合器踏板。该变速器的工作实际上是利用自动控制部分来模拟人工的换档工作，正常驾驶时和液压自动变速器没有什么区别，只是在停车时，离合器是分离的，所以如果停在坡道上时，一定要踩刹车，否则会溜车。如果使用手动模式，会觉得好象是在驾驶手排档车一样，动力来得非常直接，还省去了踩离合器的动作，而且不需要一档一档地加减档，可以跳跃加减档。
总体上看，手自一体变速器实际上就是一款电控的液压自动变速器，其硬件方面只是在排档杆的操纵台下面增加了三个传感器，分别为加档传感器、减档传感器和手动模式传感器；软件方面，在控制系统里增加了一些手动控制的程序，利用传感器来感知变速器是否处于手动模式，接收加档或减档信号，控制系统根据加减档信号去控制变速器的升档或减档。另外还增加了一些保护措施，例如当发动机转速超过6000转时，控制系统就会发出升档的指令，使变速器自动升档，当发动机转速和车速都比较低时，如果驾驶员加档，则控制系统还是不会发出升档的指令，相反，如果此时档位较高，而驾驶员没有减档，则控制系统就会发出降档的指令，使变速器降入低档位。所以其在本质上和自动变速器没有太大的区别。
另外，在手自一体变速器的控制系统中多增加了三个传感器，如果其中有一个损坏的话，变速器也会被锁档。
