复合式行星齿轮机构可分为单向串联和双向串联结构，其中包括辛普森、拉维纳和莱派特三种类型。

辛普森行星齿轮由两排行星齿轮机构共用一个太阳轮组成的复合式机构。由于存在行星架，行星齿轮的齿轮系统中可以有三条转动轴允许动力输入/输出。此外，离合器和制动器等手段可以限制其中一条轴的转动，从而实现剩下两条轴的传动。

拉维娜式行星齿轮机构的特点是自动变速器有两个太阳轮，并且两排行星齿轮共用一个齿圈和一个行星架。即在一个行星架上安装了相互啮合的两套行星齿轮，即长行星齿轮和短行星齿轮。行星齿轮机构由太阳轮、齿圈、行星架和几个行星轮组成，称为一个行星排。太阳轮、齿圈和行星架共用一个固定轴线，而行星轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮和齿圈啮合。行星齿轮在运转时，空套在行星架上的几个行星轮既可以绕自己的轴线旋转，又可以随行星架一起绕着太阳轮旋转，就像天空中的行星一样，兼有自转和公转两种运动状态，因此得名为行星齿轮。