Nguyên lý hộp số li hợp kép (hay bán tự động) sử dụng bộ đôi li hợp nhưng không cần bàn đạp li hợp. Các khớp li hợp được điều khiển bằng cơ cấu chấp hành thủy lực và điện từ cũng giống như trong các loại hộp số tự động. Tuy nhiên trong loại hộp số này các khớp li hợp hoạt động độc lập nhau. Một khớp điều điều khiển các số lẻ theo quy trình ( số 1, số 3, số 5 và ngược lại), trong khi đó khớp còn lại sẽ điều khiển các số chẵn (số 2, số 4, số 6 và ngược lại). Hãy tưởng tượng bạn đang ở số 1, lúc này li hợp 1 đóng còn li hợp 2 mở, công suất truyền từ đông cơ qua li hợp 1 dẫn qua trục và bộ đồng tốc tới trục sơ cấp và tới bộ vi sai. Khi tiếp tục tăng tốc, người điều khiển xe chuyển sang số hai thì li hợp một sẽ được ngắt và li hợp hai đóng lại, dòng công suất sẽ vẫn tiếp tục truyền từ động cơ tới trục thứ cấp và dẫn động bộ vi sai. Do đó thời gian chuyển từ số 1 sang số 2 sẽ rất ngắn và mô men xoắn hầu như không bị ngắt quãng. Tương tự, khi về số quá trình sẽ diễn ra ngược lại.