汽车起重机的主要机构有起升机构、旋转机构、变幅机构和运行机构，以及臂架的伸缩机构和支腿收放机构。这些工作机构通常以内燃机作为原动机，传动方式有机械传动和液压传动。国外也有采用外接电源作为动力源，但不普遍。起重机的各工作机构及零部件都安装在金属结构上，金属结构承受起重机的自重以及作业时的各种载荷。
　 机械式汽车起重机的工作原理是操纵控制装置，通过各种机械零件（如齿轮、传动轴、离合器和制动器等）的配合运动，将原动机的能量变成各机构的运动。现以QI－5型汽车起重机为例（见图10－3）进行介绍，其传动路线是：

1．动力分路箱
　 动力分路箱位于变速箱和后桥之间，通过滑移齿轮离合器，将动力分为两路，一路进入后桥，驱动运行机构，实现汽车起重机的行驶功能；另一路进入上车系统，提供起重各机构的动力。该离合器只能单向结合，使运行和起重不能同时进行。
2．圆锥齿轮减速器
　   圆锥齿轮减速器固定在车架上，通过一对锥形齿轮将动力由下车传递到上车。
3．动力分配箱
　   动力分配箱通过三个牙嵌式离合器，将传递到上车的动力分配给起升机构、变幅机构和旋转机构。这三个机构可以单独工作，也可以组合工作。
4．换向机构
　 换向机构由爪形离合件和三个伞形齿轮构成，功能是实现上车各机构的正反方向运动。下车将动力传递给离合器的轴，伞齿轮空套在离合器轴上。当离合器分别与上下伞齿轮结合时，可以实现起升机构的升降、变幅机构的仰附、旋转机构的左右回转。
　旋转机构的运动是由离合器来控制结合与分离的。当离合器结合时，由动力分配箱传入的动力经过蜗轮减速器带动小齿轮，与固定的中空大齿圈啮合，从而带动回转上车部分作旋转运动。蜗轮的力矩由极限力矩联轴器制约，当臂架触碰障碍物或由于旋转力矩过大等原因造成超载趋势时，通过极限力矩联轴器的锥形摩擦轮打滑来防止过载。制动器控制机构运动停止。
　 起升机构和变幅机构的工作原理相似，当各自的离合器结合时，由动力分配箱传入的动力经过蜗轮减速器带动卷筒旋转，收放钢丝绳，实现起升机构升降吊物，变幅机构使臂架变幅。
　 因受汽车起重机装配空间的限制，卷筒采用多层缠绕的光筒，制动器采用体积小、制动力矩大的常闭带式支持制动器，以适应汽车起重机对元件体积小、结构紧凑的要求。