Quando entra in funzione un freno pneumatico, il gas pressurizzato entra nel cilindro, spingendo il pistone e facendo sì che le pastiglie di attrito entrino in contatto con il disco del freno, generando coppia frenante e ottenendo la frenata. Il pedale del freno controlla l'alimentazione di aria compressa ai freni delle ruote.
Il sistema di frenatura pneumatica ha una struttura complessa, che comprende un cilindro principale, cilindri azionati, linee dei freni, una pompa dell'aria, un serbatoio dell'aria, un controller dell'alta-pressione, una valvola relè e altri componenti.
I freni pneumatici funzionano generalmente a 0,6-0,8 MPa, fornendo una coppia frenante maggiore e garantendo un funzionamento semplice. Sono ampiamente utilizzati in autocarri pesanti, autobus e altri veicoli di grandi dimensioni.
I freni pneumatici offrono vantaggi quali coppia frenante elevata, risposta rapida e superiorità unica nella distribuzione asincrona della frenata per veicoli a-passo lungo e multi-asse; tuttavia, la loro struttura è relativamente complessa, la frenata non è fluida come i freni idraulici e il comfort di marcia è inferiore.
