汽車制動器的工作原理是利用與車身或車架相連的非旋轉元件和與車輪或傳動軸相連的旋轉元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉動或轉動趨勢。

汽車制動器主要分為行車制動器和駐車制動器。行車制動器用于行駛中減速或停車。它的組成部分包括旋轉的制動鼓，固定的制動蹄和制動底板，以及調整機構。工作時，通過制動鉗和制動盤之間的摩擦力，將車輛動能轉化為熱能實現減速。調整行車制動器時，要在制動鉗和制動盤間插入規定的塞尺，調節螺母至拉動塞尺有明顯阻力，再擰緊鎖緊螺母，并用調整螺釘讓制動鉗兩端與制動盤平行，最后鎖緊調整螺釘。

駐車制動器用于停車后保持車輛靜止。操作時，向下踏住制動器踏板，向上全部拉出駐車制動桿，松開時則反向操作。在傾斜地面停車，先進行駐車制動再換擋到 P 位會增加開車時換擋難度。準備開車時，應先將變速桿從 P 位換出再松開駐車制動。行駛中拉緊駐車制動器會導致后輪制動作用下降、縮短制動器壽命或造成永久性損壞。

前制動器比后制動器在停車方面作用更大，因制動時汽車重量向前推到前輪。許多汽車前部是盤式制動器，后部是鼓式制動器，效率更高。昂貴或高性能汽車常用盤式制動系統，老式或小型汽車常用鼓式系統。

制動液壓系統中，主缸和從動缸通過管道連接。踩下制動踏板，主缸活塞受壓，迫使液體流向從動缸，從動缸活塞伸出接合制動器。雙液壓回路能在一個回路故障時保障制動。緊急制動時，為防后輪抱死打滑，后剎車故意比前剎車弱，還有負載敏感的壓力限制閥。

一些汽車配有動力輔助裝置，動力通常來自進氣歧管內真空與外界空氣的壓差。直接作用式伺服裝置安裝在制動踏板和總泵之間，間接作用的伺服裝置裝在主缸和制動器之間的液壓管路中。

盤式制動器有隨車輪轉動的制動盤，卡鉗內活塞由主缸壓力驅動，壓在摩擦片上使制動盤減速或停止。鼓式制動器有隨車輪轉動的空心鼓，制動蹄由活塞推動壓在鼓內側實現制動，松開時有回位彈簧。手剎作用于后輪，通過杠桿、滑輪和導軌拉動纜繩實現制動。