Ngay từ những năm 1900 ,ý tưởng về một hộp số tự động chuyển số đã được các kỹ sư hàng hải Đức nghiên cứu chế tạo. Đến năm 1938 ,hộp số tự động đầu tiên ra đời khi hãng GM giới thiệu chiếc Oldsmobile được trang bị hộp số tự động .Việc điều khiển oto được đơn giản hóa bởi không còn bàn đạp ly hợp .Tuy nhiên do chế tạo phức tạp và khó bảo dưỡng nên nó ít được sử dụng.
Đến những năm 70 hộp số tự động được hồi sinh khi hàng loạt các hãng ô tô cho ra các loại xe mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động đã phát triển không ngừng và dần thay thế hộp số thường .Khi mới ra đời , hộp số tự động là loại có cấp và được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực.Để chính xác hóa thời điểm chuyển số và tăng tính an toàn khi sử dụng ,hộp số tự động có cấp điều khiển bằng điện tử (ECT) ra đời.
Vẫn chưa hài lòng với các cấp tỉ số truyền của ECT ,các nhà sản xuất ô tô đã nghiên cứu ,chế tạo thành công một hộp số tự động với vô cấp tỉ số truyền (hộp số tự động vô cấp) vào những năm cuối của thế kỳ XX.
* Hộp số tự động (HSTD), theo công bố của các tài liệu công nghiệp ô tô CHLB Đức, ra đời vào 1934 tại hãng Chysler. Ban đầu HSTD sử dụng ly hợp thủy lực và hộp số hành tinh , điều khiển hoàn toàn bằng phanh con trượt thủy lực, sau đó chuyển sang dùng Biến momen thủy lực đến ngày nay, tên gọi ngày nay dùng là AT.
* Tiếp sau đó hãng ZIL và các hãng Tây âu khác phần lớn các HSTD trong thời kỳ này dùng hộp số hành tinh 3,4 cấp trên cơ sở của bộ truyền hành tinh 2 bậc tự do kiểu Willson, kết cấu AT.