Uma caixa de engrenagens é um contêiner que abriga as engrenagens em uma máquina. Fabricado em alumínio e aço fundido, tal caixa é forte o suficiente para evitar que as engrenagens de acionamento se movam fora da linha com as outras dentro. Rolamentos e engrenagens operam dentro da caixa de engrenagens, que está cheia de óleo lubrificante e vedações para evitar que o óleo vaze da caixa em torno dos eixos de entrada e saída.
Muitas das máquinas que contêm uma caixa de engrenagens são máquinas para serviços pesados, como movimentadores de terra e guindastes de grande escala. Algumas máquinas menores encontradas em uma casa ou escritório também podem conter uma caixa de engrenagens. Um forno de micro-ondas pode ter uma caixa de engrenagens para abrigar o mecanismo que aciona o prato giratório dentro do forno. Um liquidificador possui uma caixa de engrenagens que fornece as diferentes velocidades em que pode operar. A maioria das máquinas que utilizam um motor de qualquer tipo conterá pelo menos uma caixa de engrenagens ou caixa em seu interior.
A transmissão de um automóvel é talvez o tipo de caixa de engrenagens mais conhecido. Dentro da transmissão há muitas engrenagens de intertravamento que são engrenadas para alterar o nível de potência em que o automóvel irá produzir e operar. Na configuração de marcha mais baixa, a transmissão produz mais potência, mas exige que o motor opere em rotações máximas por minuto (RPMs). Conforme a transmissão passa para a marcha mais alta, normalmente overdrive, a marcha permite que o motor opere em RPMs mais baixas ou reduzidas enquanto impulsiona o veículo em uma velocidade mais alta.
Alguns tipos de caixas de engrenagens utilizam uma corrente e rodas dentadas para fornecer energia a uma parte da máquina. No caso de transferência de muitos veículos com tração nas quatro rodas, uma corrente é usada para acionar as marchas que envia energia para os eixos dianteiro e traseiro. A corrente permite que as engrenagens operem de forma muito mais silenciosa do que uma transmissão com todas as engrenagens e também utilize menos peças para obter o mesmo resultado de uma caixa com todas as engrenagens.
Um exemplo muito simples de uma caixa de engrenagens que muitas vezes é esquecido é o relógio de pulso comum. A caixa desses instrumentos contém uma infinidade de engrenagens e mecanismos de intertravamento, todos contidos na caixa ou caixa. Ao utilizar engrenagens de latão, bem como peças de plástico e outros metais autolubrificantes, essas caixas podem operar com um mínimo de lubrificação dentro da caixa.