Hammasrattaid saab klassifitseerida hamba kuju, hammasratta kuju, hambajoone kuju, hammasrattahammaste paiknemise pinna ja tootmismeetodi järgi.
Hammasratta hambaprofiil sisaldab hambaprofiili kõverat, survenurka, hamba kõrgust ja nihet. Evolutsionaarseid hammasrattaid on suhteliselt lihtne valmistada, seega on tänapäeval kasutatavate hammasrataste hulgas absoluutne enamus, tsükloid- ja kaarülekandeid kasutatakse harvemini.
Survenurga osas on väikese survenurgaga hammasratta kandevõime väike; samas kui suure survenurgaga hammasratta kandevõime on suurem, kuid laagri koormus suureneb sama ülekandemomendi korral, seega kasutatakse seda ainult erijuhtudel. Hammasratta hammaste kõrgus on standarditud ja üldiselt kasutatakse standardset hambakõrgust. Nihkehammasratastel on palju eeliseid ja neid on kasutatud igasugustes mehaanilistes seadmetes.
Lisaks saab hammasrattaid jaotada kuju järgi ka silindrilisteks, koonusülekanneteks, mitteringhammasratasteks, hammasratasteks ja tiguülekanneteks; hammasrattad, spiraalhammasrattad, kalasabahammasrattad ja kumerad hammasrattad vastavalt hambajoone kujule; Pind jaguneb välisteks ja sisemisteks hammasratasteks; vastavalt tootmismeetodile saab selle jagada valuhammasratasteks, lõikehammasratasteks, rullhammasratasteks, paagutamiskäikudeks jne.
Hammasratta tootmismaterjalil ja kuumtöötlemisprotsessil on suur mõju hammasratta kandevõimele ja mõõtmete kaalule. Enne 1950. aastaid kasutati hammasrataste jaoks süsinikterast, 1960. aastatel legeerterast ja 1970. aastatel kasutati ümbriskarastatud terast. Kareduse järgi võib hambapinna jagada kahte tüüpi: pehme hambapind ja kõva hambapind.
Pehme hambapinnaga hammasrattad on väiksema kandevõimega, kuid kergemini valmistatavad ja heade sissesõiduomadustega. Neid kasutatakse enamasti üldistes masinates ilma rangete piiranguteta jõuülekande suurusele ja kaalule, samuti väikesemahulises tootmises. Paariskäikudel on väikesel rattal suurem koormus, nii et suure ja väikese hammasratta tööiga ligikaudu võrdne, on väikese hammasratta hambapinna kõvadus üldiselt suurem kui suure hammasratta oma.
Karastatud hammasrattal on suur kandevõime. Seda kustutatakse, pinnakarastatakse või karburiseeritakse ja kustutatakse pärast seda, kui hammasratas on kõvaduse suurendamiseks peeneks lõigatud. Kuumtöötlemisel hammasratas aga paratamatult deformeerub, mistõttu tuleb pärast kuumtöötlust läbi viia lihvimine, lihvimine või peenlõikamine, et kõrvaldada deformatsioonist tingitud vead ja parandada hammasratta täpsust.
