從物理學角度看，離合器的工作原理主要涉及到力、摩擦和能量傳遞等方面。

離合器的主動部分包括飛輪、離合器蓋和壓盤。發動機轉動時，動力通過飛輪和離合器蓋傳遞給壓盤，它們一起轉動。

從動部分包括從動盤和從動軸，從動盤有雙面摩擦襯片，通過花鍵轂安裝在從動軸的花鍵上。

壓緊機構由若干壓緊彈簧組成，將壓盤和從動盤壓緊到飛輪上。

離合器工作有接合、分離和半聯動三種狀態。接合狀態下，操作機構各部分在回位彈簧作用下，分離桿內端和分離軸承有間隙，壓縮彈簧將飛輪、從動盤和壓盤壓緊，發動機扭矩傳遞給從動盤和從動軸。

分離過程中，駕駛員踩下離合器踏板，釋放叉推動釋放套和軸承，消除間隙后推動分離桿內端，帶動壓盤后移，摩擦消失，主從動部分分離，中斷動力傳遞。

接合時，駕駛員緩慢抬起踏板，壓盤逐漸壓緊從動盤，起初有速度差處于打滑狀態，隨著壓緊程度變緊，轉速相等，接合完成。

離合器還有自由間隙和踏板自由行程的概念。正常接合時，分離杠桿內端和分離軸承應有幾毫米間隙，即自由間隙。若沒有，從動盤摩擦片變薄會導致打滑等問題。

消除自由間隙和操作機構零件彈性變形所需的踏板行程叫踏板自由行程，可通過調節叉改變分離桿長度來調節。

摩擦離合器結構類型多樣，按從動盤數量可分單片式和雙片式，轎車等多采用單片式，重型車輛多用雙片式。按壓縮彈簧形式可分圓周彈簧、中心彈簧和膜片彈簧離合器，膜片彈簧離合器應用廣泛。