Fahrradbremsen werden verwendet, um ein Fahrrad zu verlangsamen oder vollständig zu stoppen und fallen in drei verschiedene Kategorien: Felge, Trommel und Scheibe. Alle drei Typen funktionieren durch Aufbringen von Reibung auf einen Teil eines oder beider Räder mit einem statischen, vom Fahrer betätigten Bremsmechanismus. Fahrradbremsen werden typischerweise mit Seil- oder Stangenaktuatoren betätigt, die vom Fahrer über am Lenker montierte Hebel oder Pedalsteuerungen betätigt werden. Die auf die Räder ausgeübte Reibung wird im Allgemeinen von Sätzen von Gummi- oder Verbundmaterialpolstern verursacht, die gegen die Radfelge, eine an der Nabe montierte Scheibe oder die Innenfläche einer Nabentrommel gedrückt werden.
Das gebräuchlichste und eines der ältesten Bremssysteme, das bei einer Vielzahl verschiedener Fahrradtypen verwendet wird, ist die Felgenbremse. Diese Bremsvariante basiert auf einem Satz Bremsbacken, die über dem Rad an einem Bremssattel montiert sind. Bei Aktivierung schließt der Bremssattel und drückt die Bremsbacken, typischerweise hitzebeständige Gummiblöcke, gegen die Radfelge. Die Reibung, die durch den Kontakt zwischen Schuhen und Felge entsteht, entzieht dem sich bewegenden Fahrrad Energie, wodurch es verlangsamt und schließlich gestoppt wird.
Es gibt eine breite Palette von verschiedenen Bremssattel-Designs, die bei Fahrradfelgenbremsen verwendet werden, einschließlich Cantilever-, Center-Pull- und Side-Pull-Designs. Die Bremssättel werden typischerweise durch einen Bowdenzug betätigt, der durch einen Hebel am Lenker betätigt wird. Diese Bremsen sind einfach einzustellen und zu reparieren und ziemlich effektiv, obwohl sie bei nasser Felge an Effizienz verlieren.
Das zweite häufig verwendete Bremssystem ist die Trommelbremse, entweder als dediziertes Bremssystem oder als Brems- und Freilauftyp. Diese Bremsen werden durch Stangen, Kabel oder den Rücktritt vom Pedal betätigt und drücken einen Satz Bremsbacken gegen die Innenseite der Radnabe, ähnlich wie die Trommelbremsen bei einem Automobil. Fahrradbremsen mit Freilauf sind einzigartige Trommelbremsanordnungen, die es dem Hinterrad ermöglichen, beim Bergabrollen „frei zu laufen“ und über die Pedale zu bremsen. Wenn der Fahrer nach vorne tritt, dreht die Nabe das Rad. Wenn die Pedale statisch gehalten werden, läuft das Hinterrad frei, und wenn die Pedale zurückgedrückt werden, aktivieren sie die Trommelbremse. Auch als Rücktrittbremse bekannt, ist diese Art von Bremssystem bei den in Asien und Afrika allgegenwärtigen Roadster-Zyklen weit verbreitet.
Auch der dritte Typ des Fahrradbremssystems bezieht sein Design von Automobilbremsen. Fahrradscheibenbremsen verfügen über eine flache Scheibe, die an der Radnabe befestigt ist und durch einen mitmontierten Bremssattel läuft. Der Bremssattel weist einen oder mehrere Sätze von kolbenbetätigten Bremsbacken auf, die mechanisch oder hydraulisch betätigt werden können. Bei Aktivierung drückt der Kolben die Schuhe gegen die Scheibe, wodurch Bremskräfte auf das Rad ausgeübt werden. Obwohl sie sehr effektiv sind, erfordern diese Bremsen mehrere Modifikationen an herkömmlichen Radkonstruktionen, die das Fahrrad gewichts- und kostenaufwändiger machen.