Normalmente usado em sistemas de frenagem de veículos, um cilindro mestre é um tubo ou reservatório de fluido que fornece pressão a um sistema hidráulico que eventualmente leva ao acionamento dos freios. É o primeiro componente principal do sistema hidráulico e é necessário para converter o movimento de um pedal ou alavanca de freio em pressão hidráulica. Em um carro, o cilindro mestre geralmente é montado no compartimento do motor; em motocicletas ou mesmo em bicicletas equipadas com freios hidráulicos, o cilindro mestre é montado no guidão e às vezes é conhecido simplesmente como alavanca de freio.
Um sistema de freio hidráulico funciona usando força hidráulica para acionar os pistões. Isso é feito empurrando um pistão através do cilindro mestre, que por sua vez empurra o fluido hidráulico através das linhas de freio ocas. A força é então transferida para uma pinça, que tem pistões dentro dela que pressionam as pastilhas de freio contra um rotor em rotação. Quando a força é aplicada, as pastilhas de freio desaceleram ou param o rotor. Embora isso descreva apenas um estilo de freio – chamado de freio a disco – outros tipos de freios hidráulicos funcionam de maneira semelhante.
Os carros geralmente vêm equipados com freios a disco. Nesse caso, o pedal do freio atua como o pistão que move o fluido no cilindro mestre. As linhas de freio dentro do sistema de frenagem de um carro são geralmente linhas de aço, embora outros materiais mais flexíveis possam ser usados. O cilindro mestre de um carro pode ser usado para acionar um freio a disco ou a tambor. Freios a tambor funcionam de forma semelhante aos freios a disco, exceto em vez de uma pinça com pistões empurrando para dentro contra um disco em movimento, os freios a tambor usam um cilindro de roda que empurra os braços para fora para acionar as sapatas de freio, que por sua vez pressionam o interior de um tambor. Em ambos os casos, um cilindro mestre fornece essa força; em muitos veículos, o mesmo cilindro mestre pode acionar os freios a disco nas rodas dianteiras e os freios a tambor nas traseiras.
Motocicletas e bicicletas usam um tipo diferente de unidade mestre que realiza a mesma coisa. Como a força de frenagem em motocicletas e bicicletas é aplicada por meio de um freio de mão, a alavanca do freio fornece a força que empurra o fluido através do sistema hidráulico. O cilindro mestre é, portanto, montado no guiador da bicicleta. As motocicletas e bicicletas geralmente usam uma linha hidráulica mais flexível para transferir o fluido, em vez das linhas de aço rígidas freqüentemente usadas em carros.