Signifiant Continuously Variable Transmission (transmission à variation continue), ces boites de vitesses utilisent des assemblages poulies-courroie. Grâce à cela, elles peuvent varier entre une infinité de rapports du fait de leurs poulies déformables. En effet en utilisant des poulies coniques divisées en deux moitiés dont on peut faire varier l'espacement, on peut, en utilisant une courroie conique, obtenir une infinité de diamètre variant due diamètre minimum au maximum de la poulie. Cela permet ainsi d'être au pique de puissance d'un moteur thermique sur une plage de vitesse étendue. Cependant elles ne procurent pas une sensation de conduite agréable (dû a la stabilité de la fréquence de rotation (tr.mn ^-1) du moteur malgré l'accélération de l'arbre de sortie) et sont donc peu commune dans les voitures de tourisme. De plus l'utilisation d'une courroie limite la force maximale transmise par les CVTs et leur fiabilité. Souvent utilisées en combinaison avec un embrayage gyroscopique, elles sont réservées à des applications spécifiques telles que les scooters, et les motoneiges par exemple.