Bij een mechanische transmissie is een koppeling en een versnellingsmechaniek tussen de dieselmotor en de wielas geschakeld. Deze overbrenging is slechts geschikt voor een gering vermogen. Door de getrapte regeling is het vermogen van de dieselmotor niet volledig bruikbaar.
Het principe wordt weinig toegepast bij locomotieven, vanwege de complexiteit, de storingsgevoeligheid, en de grotere hoeveelheid benodigd onderhoud. De Oersik uit de serie 103 tot 152 van de NS en motorwagen MABD 1804 Kievit van de RTM hadden een mechanische overbrenging.
