碟式刹车是由一个与车轮相连的刹车圆盘和圆盘边缘的刹车钳组成。刹车时，高压刹车油推动制动块使之夹紧刹车盘从而产生制动效果。

使用金属块(碟)而不用鼓轮，在刹车碟的两边都有一平坦的刹车蹄，当刹车总泵来的油压压送到分缸，使刹车蹄向刹车碟夹住，以达到刹紧的效果，目前已普遍用于前轮，有的高级车装置四轮碟式刹车，其优点是作用灵敏，散热良好，不必调整刹车间隙，保养容易。

碟式刹车有时也叫盘式刹车，它分普通盘式刹车和通风盘式刹车两种。通风盘式刹车是在盘面上钻出许多圆形通风孔，或是在盘的端面上割出通风槽或预制出矩形的通风孔。通风盘式刹车利用风流作用 其冷热效果要比普通盘式刹车更好。

碟刹刹车系统的工作原理是在花鼓上安装一块和车轮同步旋转的碟盘，并在前叉与车架上装置卡钳，再透过卡钳内的刹车块夹紧碟盘，达到刹车的目的，主要被用在骑成OFF-ROAD路线的登山车种上，这样的碟刹系统过去已成功的在机车上使用多年，并成为机车刹车系统的主流，至于在自行车的使用，由于早期碟刹系统不够成熟、价格过高、重量过重等问题而无法普及。经过多年来在材质、重量、价格和可靠度等各方面获得改善后，有越来越多的公司投入研发，除了使用越来越普遍以外，更成为了高级车的标准配备，相信未来也可能成为大多数自行车标准配备。

依刹车作动的方式区分，或说以作动刹车片夹持碟盘的介质来分，一是刹车线，一是油。

机械式碟刹，靠刹车线的拉力让卡钳内的刹车片磨擦并夹住碟盘，产生刹车效果。油压式，以油液为介质，拉刹车把乃作动里面的活塞压缩油液，压力从油管直通卡钳，从而推动卡钳内的活塞，带动刹车片夹持碟盘。机械式碟刹有其兼容上的便利性，一般的V型刹车把就可以通用。油压碟刹的刹车把、油管及卡钳是完整配合的一组产品，自然和传统缆线作动的刹车没有共通的交集。

油压碟刹内部构造争论比较多，从开放和封闭式系统谈起，最大的重点在油会热胀冷缩！

油压系统碟刹，油若遇热，尤其是在大热天里持续刹车，膨胀过头，正好把刹车片往外推，可能就会磨到、拖拉，甚至咬死！ 所谓开放式(油压)系统，针对油的热胀冷缩特性，特别在刹车把位置的油壶设计了一个油阀和预留空间，以容纳油热胀时增加的体积，还能让刹车油回流，以便补偿刹皮的磨耗。 而封闭式系统，刹车块和活塞及油隔绝，让油的热胀不会把刹车片向外推得太夸张，所以用的油得特别小心(一般会用矿物油)。刹车片会磨损，所以封闭式系统的碟刹，油壶都会有敏锐度的调整装置。

矿物油或DOT标准用油

DOT-3或DOT-4是汽机车碟刹专用的刹车油，成份就是要克服热胀冷缩特性。刹车时磨擦产生的温度很高，可以让油沸腾、蒸发进而产生瓦斯。问题在于瓦斯比油容易压缩，这时拉动刹车把，压缩的只是瓦斯泡泡，根本推不动活塞/刹车片，以致刹车失效，或力道大失。而DOT-3及DOT-4的沸点比矿物油低，有毒、有腐蚀性，可以溶化烤漆，好处是会吸收水份，连油壶内的水蒸气都可以吃掉。油里面如果含有水份，沸点会降低。

碟刹卡钳有两种，一种固定得死死的，另一种卡钳装上车架或前叉后，却还可以活动，一般是横向滑移。在自行车碟刹发展过程里，形成两派理论。浮动式卡钳固定方式「可以横向滑移」的设计，和单边作动碟刹所带来的负面效应，息息相关。不过它有它的好处，比如说车架、前叉有公差问题，甚至连组座上的涂装的厚薄，都会影响碟盘和刹车片间的精准，所以常常依赖垫片(washer/spacer)来补救、校正。有些浮动式卡钳就特别强调具有校正碟盘及刹车块平行、平贴的效果，而且不用担心公差问题。

单边作动及双边作动、制动，不尽然单一存在于油压或机械式碟刹，但机械式碟刹多半为单边作动。单边作动，也就是只有一边活塞会外推刹车片施压、磨擦于碟盘，另一边的刹车片则以逸待劳地，等对面的弟兄把碟盘推过来，让两边都产生磨合作用。也因而出现了浮动式及固定式卡钳两派理论。 双边作动，自然是指卡钳内有两两相对的活塞，让刹车片从两边一起夹持碟盘。

有机材质刹车片由混合玻璃纤维等制成，没有掺任何金属粉末。可以有很强的刹车力没错，但在高温和潮湿状况下，力道减损比含金属配方的刹车片剧烈。好处在于这种刹车片不会导热，比较不用担心油热膨胀效应，因此在封闭式油压系统使用，十分理想。而金属成份刹车片，大部分里面都含铜或铁粉末，比较耐磨，也比较不怕灰尘和泥巴影响刹车力。但是传热效果太好，自然适用于开放式油压系统。碟盘和内外刹车片之间，一般都强调要平行、相等间距，组装时也都会仔细校正，以达到两边同步、等力夹合的理想作动模式。这方面偏重双边作动卡钳原理。而有些浮动式卡钳单边作动式碟刹，碟盘是比较靠近固定的、非活动边的刹车片，甚至微微接触，车轮并非静空旋转，有磨擦声，也被指无形中减损车速。