Um semi-eixo é um eixo de aço sólido que vai do conjunto diferencial e de engrenagens de uma carcaça de eixo até a roda. Usado em duas configurações distintas, o semi-eixo pode ser um eixo reto com estrias usinadas em cada extremidade para engatar o diferencial em uma extremidade e um flange de transmissão na outra. Também pode ser um eixo reto com estrias usinadas na extremidade do diferencial e um flange na outra para montar uma roda no eixo. O primeiro projeto é usado principalmente com um projeto de eixo totalmente flutuante, enquanto o último é comumente usado em carros de passageiros e caminhonetes leves.
Como regra, esse eixo é a peça de aço mais espessa em qualquer chassi de veículo. Projetado para suportar a força de torção do trem de força, bem como para suportar uma parte do peso do veículo, um semi-eixo é endurecido para aumentar ainda mais a resistência natural do aço usado para fabricar o eixo. Cada eixo específico é endurecido de uma maneira e design específicos para melhor suportar a finalidade para a qual foi projetado para funcionar. Este endurecimento é o fator determinante na criação de um eixo que não se romperá sob o estresse do uso pretendido.
No veículo de passageiros típico, o semi-eixo tem o flange da roda usinado no próprio eixo e vem como um único componente. O rolamento da roda é comumente pressionado na extremidade externa do eixo mais próximo ao flange da roda, e os prisioneiros da roda são instalados através do flange. Este projeto utiliza o rolamento da roda para suportar o peso do veículo, colocando o rolamento da roda na borda externa da carcaça do eixo. Nessa configuração, o flange do eixo fornece energia para impulsionar o veículo até o conjunto de pneu e roda.
Em um eixo totalmente flutuante, o semi-eixo é um eixo reto com estrias usinadas em cada extremidade. Esse eixo, comum em caminhões pesados, bem como em aplicações de alto desempenho e de corrida, não suporta o peso do veículo. O conjunto da roda é preso à carcaça do eixo por meio de um rolamento de roda interno e externo e rola livremente sobre eles enquanto suporta todo o peso do veículo. O eixo é deslizado para baixo do tubo do eixo e para dentro do diferencial estriado, enquanto um flange de transmissão é colocado na roda e sobre a estria externa do semi-eixo. Assim que o flange estiver apertado, o eixo acionará a roda; se o eixo quebrar, a roda continuará a girar livremente.