超越离合器是通过主、从动部分的速度变化或旋转方向的变化，而具有离合功能的离合器。超越离合器属于自控离合器，有单向和双向之分。

滚柱式单向超越离合器是由星轮、外圈、滚柱、顶杆和弹簧等组成。星轮通过平键与轴联接，外圈外轮廓通常为齿轮，空套在星轮上。在星轮的三个缺口内，各装有一个滚柱，每个滚柱被弹簧、顶杆推向由外圈与星轮的缺口所形成的楔缝中。当外圈以慢速逆时针方向回转时，滚柱在摩擦力的作用下，被楔紧在外圈与星轮之间，这时外圈通过滚柱带动星轮（轴）以慢速逆时针方向同步回转。在外圈以慢速逆时针方向回转的同时，若轴由另外一个运动源（如电动机）带动快速做同方向回转，此时由于星轮的回转速度高于外圈，滚柱从楔缝中松回，使外圈与星轮脱开，按各自的速度回转而互不干扰。当电动机不带动轴快速回转时，滚柱又被楔紧在外圈与星轮之间，使轴随外圈作慢速回转。

棘轮单向超越离合器由盘活套在轴上，棘轮用平键与轴联接，当盘以一定的转速逆时针方向回转时，棘爪推动棘轮使轴同步逆时针方向回转。当轴在电动机驱动下快速逆时针方向回转时，棘爪在棘轮齿面滑过，盘仍保持原速回转。

滚柱式双向超越离合器是由星轮用平键与轴联接，当空套的外圈顺时针方向慢速回转时，摩擦力使滚柱楔紧在外圈与星轮之间，外圈通过滚柱带动星轮，使轴以同样的转速顺时针方向回转。此时，内圈随着一起回转。当内圈在可逆电动机驱动下快速回转时，由图中可以看出，无论内圈朝哪个方向快速回转，都能通过星轮使轴快速回转，从而满足了正、反两个方向均能超越的要求。此时，滚柱从楔缝中退出，外圈仍维持原来的转速回转。