Τα φρένα ποδηλάτου χρησιμοποιούνται για να επιβραδύνουν ή να σταματήσουν τελείως ένα ποδήλατο και εμπίπτουν σε τρεις διαφορετικές κατηγορίες: ζάντα, τύμπανο και δίσκος. Και οι τρεις τύποι λειτουργούν εφαρμόζοντας τριβή σε μέρος ενός ή και των δύο τροχών με στατικό μηχανισμό πέδησης που λειτουργεί με αναβάτη. Τα φρένα ποδηλάτων συνήθως εφαρμόζονται με ενεργοποιητές καλωδίων ή ράβδων που λειτουργούν από τον αναβάτη μέσω μοχλών που τοποθετούνται στο τιμόνι ή χειριστήρια πεντάλ. Η τριβή που εφαρμόζεται στους τροχούς γενικά προέρχεται από σύνολα ελαστικών ή μαξιλαριών από σύνθετο υλικό που πιέζονται επάνω στο χείλος του τροχού, στον δίσκο που είναι τοποθετημένος σε πλήμνη ή στην εσωτερική επιφάνεια ενός τυμπάνου πλήμνης.
Το πιο συνηθισμένο και ένα από τα παλαιότερα συστήματα πέδησης που χρησιμοποιείται σε μια μεγάλη γκάμα διαφορετικών τύπων ποδηλάτων είναι το φρένο ζάντας. Αυτή η παραλλαγή φρένων βασίζεται σε ένα σύνολο παπουτσιών φρένων τοποθετημένα πάνω από τον τροχό σε μια δαγκάνα. Όταν είναι ενεργοποιημένη, η δαγκάνα κλείνει και πιέζει τα παπούτσια των φρένων, τυπικά ανθεκτικά στη θερμότητα μπλοκ από καουτσούκ, πάνω στο χείλος του τροχού. Η τριβή που προκαλείται από την επαφή μεταξύ των παπουτσιών και του χείλους εξατμίζει ενέργεια από το κινούμενο ποδήλατο, επιβραδύνοντας και τελικά σταματώντας το.
Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα διαφορετικών σχεδίων δαγκάνας που χρησιμοποιούνται σε φρένα ποδηλάτων με ζάντες, συμπεριλαμβανομένων σχεδίων πρόβολης, κεντρικής έλξης και πλευρικής έλξης. Οι δαγκάνες τυπικά ενεργοποιούνται από ένα καλώδιο τύπου Bowden που λειτουργεί με μοχλό στο τιμόνι. Αυτά τα φρένα είναι απλά στη ρύθμιση και επισκευή και αρκετά αποτελεσματικά αν και τείνουν να χάνουν την απόδοση όταν η ζάντα είναι βρεγμένη.
Το δεύτερο σύστημα πέδησης που χρησιμοποιείται συνήθως είναι το φρένο τυμπάνου, είτε ως αποκλειστικό φρενάρισμα είτε ως φρένο και δωρεάν τύποι τροχών. Λειτουργώντας με ράβδους, καλώδια ή πίεση πίσω πεντάλ, αυτά τα φρένα πιέζουν ένα σύνολο παπουτσιών φρένων στο εσωτερικό του διαμερίσματος των τροχών, όπως τα φρένα τυμπάνου σε ένα αυτοκίνητο. Τα δωρεάν φρένα ποδηλάτου με τροχούς είναι μοναδικές ρυθμίσεις φρένων με τύμπανο που επιτρέπουν στον πίσω τροχό να «απελευθερώνει τροχό» ενώ κατεβαίνει σε λόφους και παρέχει φρένο μέσω των πεντάλ. Όταν ο αναβάτης πετάει προς τα εμπρός, ο κόμβος γυρίζει τον τροχό. Όταν τα πεντάλ διατηρούνται στατικά, ο πίσω τροχός λειτουργεί ελεύθερα και όταν τα πεντάλ ωθούνται πίσω ενεργοποιούν το φρένο του τυμπάνου. Γνωστός και ως φρένα πίσω πεντάλ, αυτός ο τύπος συστήματος πέδησης χρησιμοποιείται ευρέως στους απανταχού κύκλους roadster που είναι κοινοί στην Ασία και την Αφρική.
Ο τρίτος τύπος συστήματος πέδησης ποδηλάτων λαμβάνει επίσης το σχεδιασμό του από φρένα αυτοκινήτων. Τα δισκόφρενα ποδηλάτων διαθέτουν έναν επίπεδο δίσκο προσαρτημένο στη πλήμνη του τροχού ο οποίος ταξιδεύει μέσω μιας συναρμολογημένης δαγκάνας. Η δαγκάνα διαθέτει ένα ή περισσότερα σετ παπουτσιών φρένων που ενεργοποιούνται με έμβολα, τα οποία μπορεί να λειτουργούν μηχανικά ή υδραυλικά. Όταν είναι ενεργοποιημένο, το έμβολο σπρώχνει τα παπούτσια στον δίσκο, εφαρμόζοντας έτσι δυνάμεις πέδησης στον τροχό. Ενώ είναι πολύ αποτελεσματικά, αυτά τα φρένα απαιτούν πολλές τροποποιήσεις στα συμβατικά σχέδια των τροχών που προσθέτουν βάρος και κόστος στο ποδήλατο.