双离合变速箱，也称为直接换挡变速箱（DSG）或双离合变速箱，是一种自动化的变速箱，能够比任何齿轮式变速箱更快地换挡。
双离合变速箱提供比传统自动变速箱更高的动力和控制性，并展现出比手动变速箱更快的性能。双离合变速箱最初由大众以DSG、奥迪以S-Tronic的名义引入市场，现已被福特、三菱、Smart、现代、保时捷等多家汽车制造商采用。
DSG之前：SMT
双离合自动变速箱是顺序手动变速箱（SMT）的演变，本质上是一种配备计算机控制离合器的全自动化手动变速箱，旨在通过自动便利性提供换挡性能。SMT的优势在于使用坚固的离合器，提供发动机与变速箱之间的直接连接，能将发动机100%的动力传递至车轮。传统自动变速箱使用称为液力变矩器的流体动力耦合器，允许一定程度的打滑。SMT的主要缺点与手动变速箱相同，即在换挡时需要断开发动机与变速箱的连接，导致动力流中断。
双离合：解决SMT问题
双离合变速箱旨在消除SMT和手动变速箱固有的延迟。双离合变速箱基本上是由两个独立的变速箱通过一组离合器组合而成。一个变速箱提供奇数挡位（如1、3、5挡），另一个提供偶数挡位（如2、4、6挡）。
车辆起步时，“奇数”变速箱处于1挡，“偶数”变速箱处于2挡。离合器结合奇数变速箱，车辆以1挡起步。当换挡时机到来时，变速箱使用离合器从奇数变速箱切换到偶数变速箱，几乎瞬间换至2挡。奇数变速箱立即预选3挡。下一次换挡时，变速箱再次切换变速箱，结合3挡，同时偶数变速箱预选4挡。双离合变速箱的计算机控制系统根据速度和驾驶员行为计算下一个可能的换挡，并让“空闲”变速箱预选该挡位比。
双离合变速箱的降挡
SMT和双离合变速箱的一个优点是能够进行转速匹配的降挡。当驾驶员选择较低挡位时，两种变速箱都会分离离合器，将发动机调整至所选挡位所需的精确转速。这不仅实现更平稳的降挡，还为双离合变速箱提供了足够时间预选合适挡位。大多数（非全部）双离合变速箱在降挡时可跳过挡位（如直接从6挡换至3挡），凭借转速匹配能力，无需传统自动或手动变速箱典型的急动或冲击。
驾驶配备双离合/DSG变速箱的车辆
双离合车辆没有离合器踏板。离合器自动结合与分离。大多数双离合变速箱采用传统换挡模式P-R-N-D或P-R-N-D-S（运动）的自动风格换挡选择器。在“驾驶”或“运动”模式下，双离合变速箱运作如常规自动变速箱。“驾驶”模式下，变速箱为最小化发动机噪音和最大化燃油经济性会提前升至高挡，而“运动”模式下则长时间保持低挡以维持发动机在功率带内。运动模式下，即使油门踏板压力较小也能提供更积极的降挡，部分车辆中运动模式激活会使车辆对油门踏板的响应更积极。
大多数双离合变速箱配备手动模式，可通过换挡杆或方向盘安装的拨片实现手动换挡。手动模式驾驶时，离合器仍自动运作，但驾驶员控制挡位选择和换挡时机。变速箱遵循驾驶员指令，除非所选挡位超出发动机转速限制（如时速80英里时指令1挡）。
双离合/DSG变速箱的优势
双离合的主要优势在于提供手动变速箱的驾驶特性，同时具备自动变速箱的便利性。然而，近乎瞬时换挡的能力赋予双离合相对于手动或SMT的优势。大众DSG升挡仅需约8毫秒。相比之下，法拉利Enzo的SMT升挡需150毫秒。瞬时换挡意味着更快的加速。据奥迪称，A3配备6速手动变速箱时0-60英里加速需6.9秒，而6速DSG仅需6.7秒。
双离合变速箱的主要限制与所有齿轮式变速箱相同：存在固定数量的挡位，变速箱无法始终将发动机保持在最大功率或最佳燃油经济性的转速，因此双离合变速箱通常无法像无级变速箱（CVT）那样从发动机提取更多动力或燃油效率。但双离合变速箱提供比CVT更熟悉的驾驶体验，大多数驾驶员更偏好它。此外，尽管双离合性能优于手动，部分驾驶员仍偏好手动离合器踏板和换挡杆提供的互动感。