Κατηγοριοποιημένη ως απλή μηχανή, μια τροχαλία χρησιμοποιείται για να μειώσει την ποσότητα της δύναμης που απαιτείται για την ανύψωση ενός φορτίου. Βασικά αποτελείται από έναν αυλακωτό τροχό που είναι τοποθετημένος σε άξονα ή άξονα και ένα σχοινί ή ζώνη που τρέχει μέσα στην αυλάκωση. Τα τρία διαφορετικά μέρη της τροχαλίας είναι ένας τροχός, ένας άξονας και ένα σχοινί. Το πλεονέκτημα της χρήσης τροχαλίας είναι ότι αλλάζει τόσο την κατεύθυνση όσο και το σημείο εφαρμογής της δύναμης, καθιστώντας πολύ πιο εύκολη την ανύψωση βαρών.
Οι αυλακώσεις στους τροχούς της τροχαλίας εμποδίζουν το σχοινί ή τη ζώνη να γλιστρήσει. Τις περισσότερες φορές, το σχοινί τεντώνεται σφιχτά και διατηρείται σε κατάσταση τάνυσης, επειδή διαφορετικά θα γλιστρούσε ένας χαλαρός ιμάντας, προκαλώντας αστοχία του συστήματος τροχαλίας. Οι τροχοί τροχαλίας περιστρέφονται σε έναν κεντρικό άξονα και συνήθως συνδέονται με αυτό με αυτό που είναι γνωστό ως «κλειδί». Το κλειδί πιέζεται κυρίως στη θέση του με τέτοιο τρόπο ώστε να συγκρατεί τόσο τον τροχό της τροχαλίας όσο και τον άξονα μαζί. Τοποθετούνται σφιχτά για να εμποδίζουν την ολίσθηση της τροχαλίας από τον άξονα.
Οι τροχαλίες διαφέρουν ως προς τον τρόπο οργάνωσης των διαφορετικών τμημάτων της τροχαλίας. Η σταθερή τροχαλία είναι εκείνη όπου ο αυλακωτός τροχός έχει σταθερό άξονα και ολόκληρο το μηχάνημα είναι προσαρτημένο σε μια επιφάνεια. Αυτός ο τύπος τροχαλίας δεν παρέχει κανένα πραγματικό μηχανικό πλεονέκτημα, καθώς εξακολουθεί να απαιτεί από ένα άτομο να εφαρμόζει την ίδια ποσότητα δύναμης. αλλάζει μόνο την κατεύθυνση της ασκούμενης δύναμης. Μια κινητή τροχαλία, από την άλλη πλευρά, έχει έναν ελεύθερο άξονα, επιτρέποντας στον άξονα να κινείται και να μειώνει σημαντικά το ποσό της συνολικής δύναμης που απαιτείται. Καθώς το ένα άκρο του σχοινιού είναι στερεωμένο στη θέση του, μια δύναμη που ασκείται στο άλλο άκρο του σχοινιού ασκεί διπλή δύναμη στο αντικείμενο που ανυψώνεται.
Οι σύνθετες τροχαλίες διαθέτουν ένα μείγμα κινητών και σταθερών συστημάτων τροχαλιών και μειώνουν την ποσότητα της δύναμης που απαιτείται σε λιγότερο από το μισό του βάρους του αντικειμένου που ανυψώνεται. Η τροχαλία μπλοκ και ταχυτήτων είναι ένας τύπος σύνθετης τροχαλίας όπου ένας αριθμός τροχαλιών είναι τοποθετημένος σε κάθε άξονα. Αυτός ο τύπος τροχαλίας κάνει τη βέλτιστη χρήση των διαφορετικών εξαρτημάτων της τροχαλίας και χρησιμοποιείται για την ανύψωση εξαιρετικά βαρέων φορτίων, όπως η μετακίνηση φορτίου από πλοία σε ξηρά. Κανείς δεν ξέρει πραγματικά πότε και πώς αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά οι τροχαλίες ή ποιος σχεδίασε τα διάφορα μέρη της τροχαλίας. Στον Αρχιμήδη αποδίδεται η κατασκευή του πρώτου συστήματος τροχαλιών μπλοκ και τάκλιν, το οποίο χρησιμοποίησε μαζί με άλλες σύνθετες τροχαλίες για να μετακινήσει ένα ολόκληρο θωρηκτό γεμάτο με ανθρώπους.
Η τροχαλία μπλοκ και ταχυτήτων χρησιμοποιείται επίσης σε γερανούς και για την ανύψωση των πανιών στα πλοία. Οι τροχαλίες έχουν πολλές εφαρμογές και είναι ζωτικής σημασίας για τις περισσότερες λειτουργίες του μηχανήματος με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Διάφοροι τύποι τροχαλιών χρησιμοποιούν με τον καλύτερο τρόπο τα διαφορετικά εξαρτήματα της τροχαλίας για να κάνουν μια σειρά από εργασίες σε πολλές βιομηχανίες. Χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία και άλλες βιομηχανίες. Για παράδειγμα, οι τροχαλίες είναι κρίσιμες για πολλές επιχειρήσεις αναρρίχησης και διάσωσης.