雙離合變速箱（DCT），也稱直接換擋變速箱（DSG）。算下來它也有近70年的歷史，但很長一段時間內這種變速箱并不為人所知，而真正應用在量產車上也是不久以前的事情。雙離合變速箱優(yōu)勢很明顯，但其內部結構相比下非常復雜。首先它有兩組離合器分別由電子控制并由液壓系統(tǒng)推動，而兩組離合器分別對應兩組行星齒輪，這樣傳動軸也相應復雜的被分為兩部分，中心的實心傳動軸負責一組齒輪，而空心傳動軸負責另一組�？梢婋p離合的內部構造幾乎徹底顛覆了傳統(tǒng)的變速箱形式。
雙離合變速箱的工作原理可以簡單理解為一個離合器對應奇數(shù)擋，另一離合器對應偶數(shù)擋。當車輛掛入一個擋位時，另一個離合器及對應的下一個擋位已經(jīng)位于預備狀態(tài)，只要當
前擋位分離就可以立刻接合下一個擋位，因此雙離合變速箱的換擋速度要比一般的自動變速箱甚至手動變速箱還快。此外雙離合變速箱雖然內部復雜，但實際體積和重量相比自動變速箱而言并沒有比手動變速箱增加多少，因此裝備雙離合變速箱的車型不會為自己平添過多的負擔。
截至2013年，中國國內在售的裝備雙離合變速箱的車型屈指可數(shù)，具代表性的是大眾旗下的邁騰、GTI、EOS以及尚酷，而裝備雙離合變速箱的速騰及朗逸也會在不久的將來上市。此外沃爾沃S40也有雙離合版本。而保時捷的眾多車型也都采用了雙離合變速箱。
奧迪這種雙離合系統(tǒng)變速器是一個整體，有6個檔位，離合器與變速器裝配在同一機構內，兩個離合器互相配合工作。這好比喻一輛車有兩套離合器，正司機控制一套，副司機控制另一套。正司機掛上1檔松開離合踏板起步時，這時副司機也預先掛上2檔但踩住離合踏板；當車速上來準備換檔，正司機踩住離合踏板的同時副司機即松開離合踏板，2檔開始工作。這樣就省略了檔位空置的一剎那，動力傳遞連續(xù)，有點象接力賽。雙離合系統(tǒng)兩套離合器傳動系統(tǒng)，通過電腦控制協(xié)調工作。
當汽車正常行駛的時候，一個離合器與變速器中某一檔位相連，將發(fā)動機動力傳遞到驅動輪；電腦根據(jù)汽車速度和轉速對駕駛者的換檔意圖做出判斷，預見性地控制另一個離合器與另一個檔位的齒輪組相連，但僅處于準備狀態(tài)，尚未與發(fā)動機動力相連。換檔時第1個離合器斷開，同時第2個離合器將所相連的齒輪組與發(fā)動機接合。除了空檔之外，一個離合器處于關閉狀態(tài)，另一個離合器則處于打開狀態(tài)。
兩根傳動軸分別由第一、第二離合器控制與發(fā)動機動力的連接與斷開，分別負責1、3、5檔和2、4、6檔的檔位變換。考慮到零件使用壽命，設計人員選擇了油槽膜片式離合器，離合器動作由液壓系統(tǒng)來控制。
DSG變速器主要是要滿足消費者對駕駛感覺和車輛節(jié)油的雙重要求，為喜歡手動變速器的駕駛者提供了最佳選擇。配備了DSG的發(fā)動機由于快速的齒輪轉換能夠馬上產生牽引力和更大的靈活性，加速時間比手動變速器更加迅捷。