Τα συστήματα τροχαλιών είναι απλές μηχανικές συσκευές που χρησιμοποιούνται σε ποικίλες ρυθμίσεις για εξοικονόμηση χώρου και μηχανικής ενέργειας. Στην απλούστερη μορφή τους, αποτελούνται από ένα σχοινί που διατρέχει έναν αυλακωτό τροχό. Το σχοινί περνά μέσα από τον τροχό και συνδέεται με ένα αντικείμενο που πρέπει να μετακινηθεί. το αντίθετο άκρο τραβιέται είτε με το χέρι είτε μηχανικά. Με τη χρήση ενός συστήματος τροχαλίας, το αντικείμενο μπορεί να μετακινηθεί πιο εύκολα και με τρόπο που απαιτεί λιγότερο χώρο από ό,τι αν επιχειρούσαν να μετακινηθεί απευθείας το αντικείμενο.
Τα πιο απλά συστήματα τροχαλιών είναι οι σταθερές τροχαλίες. Σε αυτά τα συστήματα, ο τροχός που επιτρέπει τη δράση της τροχαλίας είναι προσαρτημένος σε ένα στερεό αντικείμενο και μπορεί να περιστρέφεται αλλά να μην κινείται με κανέναν άλλο τρόπο. Οι σταθερές τροχαλίες έχουν σχεδιαστεί για να ανυψώνουν ή να κατεβάζουν αντικείμενα. Όταν το αντικείμενο φτάσει στο επιθυμητό ύψος μπορεί στη συνέχεια να αποσυνδεθεί από το σύστημα και να τοποθετηθεί όπου χρειάζεται.
Μια πιο προηγμένη κατηγορία συστήματος είναι η κινητή τροχαλία. Αυτά τα συστήματα είναι σαν τις σταθερές τροχαλίες αλλά επιτρέπουν στην ίδια την τροχαλία να κινείται όπως χρειάζεται όταν ασκείται δύναμη. Συστήματα όπως αυτά μπορούν να βοηθήσουν έναν εργαζόμενο να μετακινήσει ένα αντικείμενο σχεδόν σε οποιαδήποτε κατεύθυνση. Προσφέρουν το πλεονέκτημα της μείωσης της ποσότητας της δύναμης που απαιτείται για τη μετακίνηση του αντικειμένου, καθώς και της δυνατότητας ρύθμισης με τέτοιο τρόπο ώστε να διατηρείται χώρος.
Όταν τα συστήματα τροχαλιών είναι σχεδιασμένα να περιλαμβάνουν μια σταθερή τροχαλία και μια κινητή τροχαλία, ή περισσότερες από μία από την καθεμία, ονομάζονται σύνθετες τροχαλίες. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά παραδείγματα αυτών. Μια κινητή τροχαλία μπορεί να προσαρτηθεί σε ένα αντικείμενο και το σχοινί να περαστεί μέσω τόσο της κινητής τροχαλίας όσο και μιας πρόσθετης σταθερής τροχαλίας. Ανάλογα με τον αριθμό των τροχαλιών που χρησιμοποιούνται και την κατεύθυνση της δύναμης που ασκείται στο σχοινί, αυτά τα συστήματα μπορεί να εξοικονομήσουν ακόμη περισσότερη ενέργεια από τις προηγούμενες μεθόδους. Αν και απαιτείται πρόσθετος χώρος για κάθε τροχαλία, αυτά τα συστήματα εξοικονομούν περισσότερο χώρο στον χρήστη από πολλές άλλες απλές μεθόδους μετακίνησης αντικειμένων.
Συστήματα τροχαλιών όπως αυτά μπορούν να βρεθούν σε πολλά εργοστάσια και βιομηχανικές τοποθεσίες. Οι μεγάλοι γερανοί που μετακινούν αντικείμενα στα ναυπηγεία κατασκευών χρησιμοποιούν συστήματα σύνθετων τροχαλιών για τη μετακίνηση των φορτίων τους. Τα κοντάρια σημαίας βασίζονται σε συστήματα σταθερής τροχαλίας για την ανύψωση και τη μείωση των σημαιών.