La plupart des tandems sont équipés de deux commandes de vitesse situées sur le guidon et permettant la manipulation des dérailleurs avant et arrière. La commande de gauche (deux ou trois positions) permet à la chaîne de passer d'un plateau à l'autre à hauteur du pédalier arrière. La commande de droite (quatre à sept positions) permet à la chaîne de passer d'un pignon à l'autre à hauteur de la roue arrière.
En terrain plat et sans vent, lorsque vous utilisez une petite vitesse (petit braquet), vous pédalez beaucoup pour avancer peu mais vous ne devez appuyer que faiblement sur vos pédales. On dit alors que vous moulinez. Si, sur le même terrain, vous utilisez une grande vitesse (grand braquet), vous pédalez peu pour avancer beaucoup, mais vous devez par contre appuyer fort sur vos pédales. L'idéal est d'appuyer toujours avec la même force sur les pédales et de choisir ses vitesses en conséquence. Cela permet de ménager vos muscles mais aussi de ménager la chaîne. En effet, la pression que vous exercez sur les pédales se répercute sur la tension des chaînes, et celles-ci n'apprécient guère les tensions trop fortes. Vous choisirez donc une petite vitesse - lorsque vous démarrez et qu'il vous faut vaincre l'inertie du tandem et des passagers, - dans les montées ou quand vous avez le vent de face. Vous choisirez par contre une grande vitesse dans les descentes ou quand vous avez le vent dans le dos.
En règle générale, descendez de vitesse lorsque vous sentez que vous devez trop appuyer sur les pédales. Montez de vitesse lorsque vous sentez la pression nécessaire sur les pédales diminuer et que vous avez tendance à pédaler à vide. Certains préfèrent mouliner, d'autres ne sont heureux que lorsqu'ils peuvent pousser allègrement sur les pédales. Mais tenez compte que votre passager n'a peut-être pas les mêmes envies que vous et qu'un compromis sera alors nécessaire. Retenez aussi que les chaînes de votre tandem préfèrent les moulineurs aux pousseurs.
La chaîne de traction, située à droite du tandem, s'enroule autour d'un des plateaux du pédalier arrière et d'un des pignons de la roue arrière. Les dimensions de ces plateaux et de ces pignons (et donc le nombre de dents accrochant la chaîne à leur périphérie) sont différentes. C'est précisément cette différence qui permet d'obtenir sur la roue arrière un plus ou moins grand développement. Si, par exemple, le plateau et le pignon utilisés ont le même diamètre, c’est-à-dire le même nombre de dents, (Cas de la figure ci-dessus), un tour de pédale entraînera un tour de la roue arrière et le tandem avancera d'une distance égale à la circonférence de la roue. Si, par contre, le diamètre du plateau utilisé est le double de celui du pignon utilisé, c’est-à-dire deux fois plus de dents, (figures ci-dessous), un tour de pédale entraînera deux tours de la roue arrière et le tandem avancera d'une distance double. Au plus le rapport entre le nombre de dents (et donc aussi le diamètre) du plateau avant et le nombre de dents du pignon arrière sera élevé, au plus grand sera le développement. Inversement, au plus ce rapport sera faible, au plus le développement sera petit. Les dérailleurs avant et arrière commandés à partir du guidon permettront à la chaîne de passer d'un plateau à l'autre (commande de gauche) et d'un pignon à l'autre (commande de droite).
Quand vous changez de vitesse, il faut continuer à pédaler mais en relâchant la pression sur les pédales. Cela permettra ainsi à la chaîne de se détacher des dents du plateau ou pignon sur lequel elle se trouve et de grimper souplement sur le plateau ou pignon voisin. Le bras du dérailleur guidera la chaîne dans cette opération. Si vous arrêtez de pédaler quand vous changez de vitesse, la chaîne restera en place et rien ne se passera ! Il est évident que pour vous permettre de relâcher la pression sur les pédales sans risque pour le tandem de ralentir fortement ou même de s'arrêter, il faut que le tandem ait un élan suffisant et que l'opération de changement de vitesse se fasse dans un laps de temps le plus court possible. De là provient la difficulté de changer de vitesse dans les montées.
Il est aussi important que non seulement le pilote mais aussi le passager relâchent simultanément la pression sur les pédales. Prévenez donc votre passager chaque fois que vous avez l'intention de changer de vitesse. Si votre passager continue à pousser sur ses pédales alors que vous avez vous-même relâché la pression, vous risquez également de faire dérailler la chaîne de liaison.
Si vous avez déraillé, ne vous affolez pas, il n'y a rien de grave ! Arrêtez-vous et descendez de vélo ainsi que votre passager. Remettez la chaîne en veillant à ce que les deux pédaliers avant et arrière soient dans la même position. Vous en serez quitte avec quelques doigts noircis de graisse.