Khi phanh khí nén hoạt động, khí có áp suất đi vào xi lanh, đẩy pít-tông và làm cho các miếng ma sát tiếp xúc với đĩa phanh, tạo ra mômen phanh và đạt được hiệu quả phanh. Bàn đạp phanh điều khiển việc cung cấp khí nén cho phanh bánh xe.
Hệ thống phanh khí nén có cấu trúc phức tạp, bao gồm xi lanh chính, xi lanh dẫn động, dây phanh, bơm không khí, bình khí, bộ điều khiển áp suất cao, van rơle và các bộ phận khác.
Phanh khí nén thường hoạt động ở mức 0,6-0,8 MPa, mang lại mô men phanh lớn hơn và vận hành dễ dàng. Chúng được sử dụng rộng rãi trong xe tải hạng nặng, xe buýt và các phương tiện lớn khác.
Phanh khí nén mang lại những ưu điểm như mô-men phanh cao, phản ứng nhanh và tính ưu việt độc đáo trong phân bổ lực phanh không đồng bộ dành cho xe-có trục cơ sở dài, nhiều{1}}trục; tuy nhiên, cấu trúc của chúng tương đối phức tạp, phanh không êm như phanh thủy lực và độ thoải mái khi lái kém hơn.
