棘輪機構是由看著很像齒輪的棘輪（ratchet）和棘爪（pawl）組成的一種單向間歇運動機構，它的作用是將連續轉動或往復運動轉換成單向步進運動。
機械專業的描述是：主動件空套在與棘輪固連的從動軸上，並與驅動棘爪用轉動副相聯。當主動件順時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪的齒槽中，使棘輪跟著轉過一定角度，此時，止回棘爪在棘輪的齒背上滑動。當主動件逆時針方向轉動時，止回棘爪阻止棘輪發生逆時針方向轉動，而驅動棘爪卻能夠在棘輪齒背上滑過，所以，這時棘輪靜止不動。因此，當主動件作連續的往復擺動時，棘輪作單向的間歇運動。
常用的外齧合式棘輪機構，由主動擺杆，棘爪，棘輪、止回棘爪和機架組成（前面介紹的手動絞盤基本上就是一個棘輪機構的實物模型）。常用於各種機床和自動機的中間歇進給或迴轉工作臺的轉位上，也常用在千斤頂上，在自行車中棘輪機構用於單向驅動，在手動絞車中棘輪機構常用以防止逆轉。其實它的應用非常廣泛。
↓↓間歇運動↓↓
↓↓單向運動：朝一個方向可以正常轉動，反向則會一卡一卡↓↓
↓↓ 單爪棘輪：搖臂逆時針旋轉時，起動爪即跟其擺動而推動棘輪，沿逆時針轉一角度，搖臂回擺時，棘輪則靜止不動。缺點為搖臂回擺時無作用，浪費時間。搖臂回擺時，可能會帶動棘輪向後運行，故需另家一止動爪子。
↓↓ 多爪棘輪：將原單爪棘輪的一個行程兩個或三個行程。可使傳動之效果更為細密。
↓↓ 雙動棘輪(Double Acting Ratchet Wheel)：雙動棘輪係由二驅動爪交替間歇推動棘輪，不管搖桿左右擺動，都可以使棘輪往一定方向旋轉，沒有單爪棘輪之無效時間，故可產生近似連續之旋轉輸出運動。較單爪棘輪、雙爪棘輪節省時間。
↓↓ 可逆棘輪（Reversible Pawl，又稱回動棘輪）：棘輪可視需要作正、反兩方向之旋轉。用於一般鉋床之自動進給機構及套筒板手。
↓↓ 起重棘輪：又稱棘齒條，當棘輪之直徑無窮大時，棘輪就成為棘齒條。棘齒條做間歇直線運動。前面提到的猴爬杆、水管扳手就是類似這樣的東西，你一定還能想到更多。
↓↓ 無聲棘輪(Silent Ratchet)：棘輪機構工作時會發發出卡噠卡噠的噪音和振動。因為這種咔噠咔噠的特質聲，有了一種敲擊樂器，名字就叫棘輪。
但是老咔噠咔噠響也怪煩人的，工作頻率也不能過高。所以人們又發明了一種不使用驅動爪，而是利用摩擦力來驅動，故又稱為摩擦式棘輪，傳動時安靜無聲。常用於套筒板手及鑽床。
↓↓內摩擦棘輪機構↓↓
↓↓滾子內接棘輪機構↓↓
↓↓一小波棘輪裝置應用示意↓↓
↓↓盤狀棘輪↓↓
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