單向離合器俗稱超載離器，也是僅能單一方向(順時針方向或逆時針方向)傳動的機械傳動基礎件。

當動力源驅動被動元件時只能單一方向傳動，若動力源轉變方向時，(如順時針變為逆時針方向)，被動元件則自動脫離不產生任何動力傳送的功能。

單向離合器有兩種運動方式

扭矩傳遞或稱接合(楔合)

空轉或稱超越(解脫)

單向離合器具備以下功能

超越

當單向離合器的動力輸出部分(內環或外環)轉速比動力源(外環或內環)還快時，離合器處于解脫狀態，內外環沒有任何連動關系，此謂單向離合器的單向超載功能。

定位(分度)

將直線往復運動轉換成旋轉軸的圓周步進運動，此謂單向離合器的分度功能。

逆止

將單向離合器用于物科輸送設備(如皮帶輸送機、斗式提升機等)，以防止設備在無動力源時倒退或反轉。互謂單向離合器的單向逆止功能。

基本形式有

滾柱式單向離合器

滾柱式單向離合器為外環與內環之間以圓柱形滾子支撐，而內環安裝有彈簧及頂銷，由頂銷產生一個持續的推力，將滾柱往外擠壓便構成了外環、內環及滾柱的接觸結構如下圖，由于滾柱與內環、外環的接觸為持續不間斷的，故可立即的反應與傳輸扭矩力。此種滾柱型設計堅固耐用、可靠性高，可適用各種應用范圍。例如超運轉速度離合器、定位離合器或防止逆轉離合器(如圖a-a)。

楔塊式單向離合器:

此型單向離合器的內環及外環均為圓柱形環面。楔塊安置在保持器中來支撐內環與外環，依照楔塊與內環、外環的相對運動來達到傳遞扭力或空轉的功能。此種型式可設計出各種形式的楔塊及保持器以滿足各種不同的特性需求。其特點是傳遞扭矩大，作用壽命長。(如圖b-b)。

非接觸式單向離合器:

此型設計之特點為楔塊固定于楔塊保持架中，楔塊保持架與超運轉速度之環體(如內環或外環)結合。與內環或外環結合的楔塊保持架及楔塊轉動時會產生離心力，此離心力會抵消或大于楔塊彈簧的力量，從而使楔塊以離心力的方向重新旋轉一個角度，而使旋轉之內環和外環與楔塊保持一個無接觸的狀態，克服了離合器高速超越回轉磨損較大的缺點，可使離合器的使用壽命得以延長(如圖c-c)