Nguyên lý hoạt động của phanh chủ yếu dựa trên ma sát, sử dụng má phanh, đĩa phanh (hoặc tang trống) và ma sát giữa lốp xe và mặt đường. Năng lượng động của xe sẽ được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt sau ma sát, giúp xe dừng lại. Một hệ thống phanh tốt và hiệu quả phải cung cấp lực phanh ổn định, đủ và có thể điều khiển được, đồng thời phải có khả năng truyền động thủy lực và tản nhiệt tốt để đảm bảo lực tác động của người lái từ bàn đạp phanh được truyền tải đầy đủ và hiệu quả đến bơm chính và các bơm phụ, tránh hiện tượng hỏng hóc thủy lực và giảm hiệu quả phanh do nhiệt độ cao. Có phanh đĩa và phanh tang trống, nhưng ngoài lợi thế về chi phí, phanh tang trống kém hiệu quả hơn nhiều so với phanh đĩa.
ma sát
"Ma sát" là lực cản chuyển động giữa các bề mặt tiếp xúc của hai vật thể chuyển động tương đối với nhau. Độ lớn của lực ma sát (F) tỷ lệ thuận với tích của hệ số ma sát (μ) và áp suất dương thẳng đứng (N) tác dụng lên bề mặt chịu lực ma sát, được biểu thị bằng công thức vật lý: F = μN. Đối với hệ thống phanh: μ là hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa phanh, và N là lực đạp bàn đạp do piston kẹp phanh tác dụng lên má phanh. Hệ số ma sát càng lớn thì ma sát càng lớn, nhưng hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa phanh sẽ thay đổi do nhiệt lượng sinh ra từ ma sát, tức là hệ số ma sát (μ) thay đổi theo nhiệt độ. Mỗi loại má phanh do vật liệu khác nhau nên có đường cong hệ số ma sát khác nhau, do đó các loại má phanh khác nhau sẽ có nhiệt độ làm việc tối ưu khác nhau và phạm vi nhiệt độ làm việc áp dụng khác nhau. Đây là điều mà mọi người cần biết khi mua má phanh.
Truyền lực phanh
Lực tác dụng của piston kẹp phanh lên má phanh được gọi là lực bàn đạp. Sau khi lực của người lái khi đạp bàn đạp phanh được khuếch đại bởi cần gạt của cơ cấu bàn đạp, lực này tiếp tục được khuếch đại bởi hệ thống trợ lực chân không sử dụng nguyên lý chênh lệch áp suất chân không để đẩy bơm chính của hệ thống phanh. Áp suất chất lỏng do bơm chính tạo ra sử dụng hiệu ứng truyền lực không nén được của chất lỏng, được truyền đến từng bơm phụ thông qua ống dẫn phanh, và "nguyên lý Pascal" được sử dụng để khuếch đại áp suất và đẩy piston của bơm phụ để tác dụng lực lên má phanh. Định luật Pascal đề cập đến thực tế rằng áp suất chất lỏng là như nhau ở mọi nơi trong một bình kín.
Áp suất được tính bằng cách chia lực tác dụng cho diện tích chịu ứng suất. Khi áp suất bằng nhau, ta có thể đạt được hiệu ứng khuếch đại công suất bằng cách thay đổi tỷ lệ giữa lực tác dụng và diện tích chịu ứng suất (P1=F1/A1=F2/A2=P2). Đối với hệ thống phanh, tỷ lệ giữa áp suất của tổng bơm và áp suất của bơm phụ là tỷ lệ giữa diện tích piston của tổng bơm và diện tích piston của bơm phụ.
