Tylna oś to element pojazdu, który umożliwia swobodne obracanie się kół. Oś ta jest montowana z tyłu pojazdu i może służyć kilku celom: czasami oś tylna ma po prostu podtrzymywać ciężar pojazdu, a innym razem może być częścią układu napędowego, który napędza pojazd do przodu . W innych przypadkach ten element może być częścią układu zawieszenia. Kiedy oś po prostu się obraca i nie odgrywa roli w układzie napędowym, czasami nazywa się to osią martwą.
W wielu pojazdach tylna oś jest częścią układu napędowego. Oznacza to, że moment obrotowy jest przenoszony z półosi napędowej na oś, która z kolei przenosi tę moc na koła, dzięki czemu pojazd może być napędzany do przodu. Wał napędowy spotyka się z osią w elemencie zwanym mechanizmem różnicowym, który jest zasadniczo serią kół zębatych, które umożliwiają dwóm prostopadłym obracającym się elementom — osi i układowi przeniesienia napędu — współpracować ze sobą. Jeśli pojazd jest wyposażony w napęd na przednie koła, tylna oś nie będzie miała mechanizmu różnicowego i najprawdopodobniej będzie osią martwą.
Przeznaczenie martwej tylnej osi może być różne. Oś będzie się swobodnie obracać w obudowie osi, ale nie będzie w żaden sposób napędzana. Oś może podtrzymywać ciężar karoserii pojazdu, a także może stanowić część układu zawieszenia pochłaniającego wstrząsy. W większości przypadków pomoże to ustabilizować pojazd bocznie, wpływając również bezpośrednio na zdolność kierowania pojazdem. Tylna oś bardzo rzadko jest bezpośrednim elementem układu kierowniczego, chyba że pojazd jest wyposażony w układ kierowniczy na cztery koła. Nie jest to powszechne, chociaż takie systemy istnieją.
Czasami pojazd może mieć więcej niż jedną tylną oś. Obecność więcej niż jednej osi może oznaczać, że pojazd ma więcej niż cztery koła, a z tyłu zamontowane są dwie osie napędowe. Może to również oznaczać, że oprócz osi napędowej występuje oś martwa. System ten przejmuje znaczną część obciążenia związanego z podtrzymywaniem nadwozia pojazdu z osi napędowej i zamiast tego umieszcza go wyłącznie na osi martwej. Szczególnie duże pojazdy i ciężarówki przeznaczone do holowania lub ciągnięcia mogą być wyposażone w takie systemy, ponieważ dodatkowa siła na osi napędowej może prowadzić do awarii.