ניתן לסווג גלגלי שיניים לפי פרופיל שן, צורת גלגל השיניים, צורת קו השיניים, המשטח עליו ממוקמות השיניים ושיטת הייצור.
פרופיל השן של מתלה וגלגל שיניים כולל את עקומת פרופיל השן, זווית הלחץ, גובה השן ושינוי. קל יחסית לייצר גלגלי שיניים לא נחשולים, ולכן הם מהווים את הרוב המכריע של גלגלי השיניים המשמשים ביישומים מודרניים, בעוד שגלגלי שיניים ציקלואידליים וגלגלי שיניים מעגליים הם פחות נפוצים.
לגבי זווית הלחץ, לגלגלי שיניים עם זוויות לחץ קטנות יש כושר נשיאת עומס- נמוך יותר; בעוד שגלגלי שיניים בעלי זוויות לחץ גדולות, למרות שיש להם כושר נשיאת עומס- גבוה יותר, מגבירים את העומס על המסבים עבור אותו מומנט מועבר, ולכן משמשים רק במקרים מיוחדים. גבהי שיניים ציוד הם סטנדרטיים, ובדרך כלל משתמשים בגבהים סטנדרטיים של שיניים. לגלגלי שיניים מתוקנים יש יתרונות רבים והם נמצאים בשימוש נרחב בסוגים שונים של ציוד מכני.
יתר על כן, ניתן לסווג גלגלי שיניים מתלים לפי צורתם (גלגלי שיניים גליליים, גלגלי שיניים משופעים, גלגלי שיניים לא-עגולים, מתלים, גלגלי שיניים תולעים וכו'); לפי צורת קו השיניים (גלגלי שיניים דורבנים, גלגלי שיניים סלילניים, גלגלי שיניים אדרה, גלגלי שיניים מעוקלים); לפי המשטח עליו ממוקמות השיניים (גלגלי שיניים חיצוניים, גלגלי שיניים פנימיים); ולפי שיטת הייצור (גלגלי שיניים יצוקים, גלגלי שיניים חתוכים, גלגלי שיניים מגולגלים, גלגלי שיניים מחוטאים וכו').
לחומרי הייצור ותהליך הטיפול בחום של גלגלי שיניים מתלים יש השפעה משמעותית על כושר נשיאת העומס, הגודל והמשקל שלהם{{0}. לפני שנות ה-50, גלגלי השיניים היו עשויים בעיקר מפלדת פחמן; בשנות ה-60 נעשה שימוש בפלדת סגסוגת; ובשנות ה-70, נעשה שימוש בעיקר בפלדה מוקשה-. על בסיס קשיות, ניתן לחלק את משטח השן למשטחי שיניים רכים וקשים.
לגלגלי שיניים עם משטחי שיניים רכים יש כושר נשיאת עומס- נמוך יותר, אך קל יותר לייצור וביצועים טובים יותר-. הם משמשים לעתים קרובות במכונות כלליות שבהן גודל ומשקל התמסורת אינם מוגבלים בהחלט, ובייצור-קטנים. מכיוון שהפיניון נושא עומס כבד יותר בזוג גלגלי שיניים, הקשיות של משטח השן של הגלגלת היא בדרך כלל גבוהה מזו של הגלגלת כדי להבטיח שחיי השירות של גלגלי השיניים הגדולים והקטנים יהיו שווה בערך.
לגלגלי שיניים עם משטחי שיניים מוקשים יש כושר נשיאת עומס- גבוה. הם מיוצרים על ידי חיתוך מדויק ואחריו כיבוי, התקשות פני השטח, או קרבוריזציה וריבוי להגברת הקשיות. עם זאת, דפורמציה היא בלתי נמנעת במהלך טיפול בחום. לכן, שחיקה, חיתוך או חיתוך מדויק נחוצים לאחר טיפול בחום כדי למנוע שגיאות הנגרמות על ידי עיוות ולשפר את דיוק הציוד.
