Pe măsură ce vehiculele motorizate au devenit mai puternice, nevoia de frâne mai puternice a devenit importantă pentru proiectarea oricărui automobil, motocicletă sau camion. Poate că cel mai des folosit sistem de frânare care preia această solicitare este frâna hidraulică, care utilizează un cilindru principal, o linie și un etrier umplute cu lichid pentru a acționa pistoanele care presează plăcuțele de frână împotriva unui rotor sau a unui tambur în mișcare. Sistemele de frânare hidraulice pot fi găsite pe majoritatea automobilelor și motocicletelor aflate pe drum în prezent, precum și pe unele biciclete.
Există mai multe componente principale ale frânei hidraulice. Cilindrul principal este piesa cea mai apropiată de operatorul vehiculului care conține o pedală de frână sau o pârghie care împinge o tija de piston în cilindru. Cilindrul principal etanș la aer permite apoi ca lichidul să fie împins într-o conductă hidraulică sau furtun. Aceste linii și furtunuri pot fi flexibile sau rigide, în funcție de aplicație, dar aproape toate liniile și furtunurile sunt proiectate pentru a permite o flexibilitate minimă, ceea ce ar permite fluidului din interiorul conductei să se extindă mai degrabă spre exterior decât direcțional către etrier.
Etrierul frânei hidraulice poate funcționa în câteva moduri. La sistemele de frânare hidraulice care folosesc un disc, etrierul este o carcasă metalică care se sprijină pe ambele părți ale unui rotor. Linia hidraulică conectează cilindrul principal la etrier, iar pe măsură ce fluidul este împins prin linie și în etrier, un set de pistoane sunt acționate în interiorul etrierului. Aceste pistoane împing spre interior spre rotor. Între pistoane și rotor se află plăcuțele de frână, care pot fi făcute din azbest sau din alte materiale compozite care sunt rezistente la căldură și la decolorarea frânei.
Un alt tip de etrier este folosit la frânele hidraulice cu tambur. În loc să fie montat pe exteriorul unui rotor, acest etrier – numit cilindru de roată – este montat în schimb în interiorul unui tambur metalic. Pistoanele împing spre exterior în loc de interior pentru a apăsa plăcuțele de frână pe interiorul tamburului, mai degrabă decât pe exteriorul unui disc.
Tipul de lichid utilizat în sistemul hidraulic de frânare depinde de aplicarea acestuia. Pentru majoritatea mașinilor, camioanelor și motocicletelor se utilizează lichid de frână DOT 4 sau DOT 5. Acest tip de fluid este pe bază de glicol-eter și este deosebit de rezistent la căldură. La unele frâne hidraulice, pot fi folosite uleiuri minerale, dar cele două fluide nu sunt interschimbabile pe sistemele de frânare și ar trebui folosite numai pe frânele proiectate pentru acel lichid anume. Orice sistem hidraulic de frânare trebuie aerisit periodic pentru a se asigura că nu există aer în conducte, ceea ce poate cauza pierderi de putere.