一般的な自転車がスプロケットと金属チェーンの噛み合いで後輪を回すのに対し、シャフトドライブ自転車の仕組み・構造は自動車の駆動系に極めて近い設計思想を持っています。ペダルを踏み込むと、クランク軸に組み込まれた前部「ベベルギア（傘歯車）」が回転運動の方向を90度変換。フレームのチェーンステー内部を通る高剛性スチールまたはアルミ合金のドライブシャフトを経由し、後輪ハブのギアへと動力を伝達します。
この機構の真骨頂は、動力を担うすべてのギアと回転軸が完全密閉型のケース内部に収められている点にあります。雨水、泥跳ね、砂埃といった駆動系の天敵が物理的に侵入できないため、ギア同士が受ける摩耗ダメージは極限まで抑えられます。露出したチェーンのように油分が乾いてサビついたり、伸びて弛緩したりするトラブルそのものが原理的に発生しません。
日本の実用車市場を支え続ける丸石サイクルのシャフトドライブ技術では、数万キロの走行試験をクリアした高硬度特殊鋼が惜しみなく投入されています。自転車整備の現場を取材すると、「15年間、雨ざらしの駅前駐輪場に停めながら毎日の通勤に使っているが、駆動シャフト自体は一度も壊れたことがない」というベテラン整備士の証言が珍しくありません。一般的なチェーンの寿命が走行3,000〜5,000km（約2〜3年）で交換時期を迎えるのに対し、シャフトドライブ自転車の寿命と耐久性は車体フレームの耐用年数と同等、あるいはそれ以上です。適切なギアグリスの封入状態が保たれている限り、半永久的に走行可能な堅牢性を誇ります。
