Deși multe sisteme pentru încetinirea unei roți a unui vehicul au fost proiectate și implementate pe parcursul a mai mult de un secol, niciun design nu este mai răspândit astăzi decât frâna cu disc. Un sistem de frână cu disc folosește un rotor, de obicei realizat din materiale compozite, cum ar fi fier, ceramică, carbon și Kevlar, care este fixat pe o roată și încetinit folosind un etrier care forțează plăcuțele de frână să contacteze discul din ambele părți simultan. Sistemele de frânare cu disc sunt utilizate pe scară largă pe automobile, motociclete, biciclete și alte vehicule alimentate cu gaz și uman.
Frânele cu disc au fost dezvoltate încă de la sfârșitul secolului al XIX-lea, dar defectele de proiectare au împiedicat sistemele de frânare cu disc să intre în utilizarea curentă. Cea mai dificilă problemă de depășit a fost transferul de căldură sau incapacitatea discului de a distribui eficient căldura de frecare. Această problemă a fost numită fade de frână și a fost destul de răspândită la primele modele de frâne cu disc. Mai mult, deoarece drumurile din acea perioadă erau primitive și neasfaltate, murdăria și praful intrau adesea în contact cu sistemul de frânare cu disc, reducând puterea și eficiența frânei și conducând adesea la uzura prematură a componentelor individuale.
Aceste probleme au fost în cele din urmă rezolvate prin utilizarea materialelor compozite care distribuiau căldura mai eficient și erau mai puțin susceptibile la uzură rapidă. Alte metode de rezolvare a problemelor legate de căldură și murdărie au inclus găuri în rotor însuși, ceea ce a permis căldurii să se disperseze mai eficient și murdăriei și mizerii să treacă fără a afecta performanța frânei într-o măsură foarte mare.
Pentru a acționa plăcuțele de frână și a le face să apese pe rotor cu o putere semnificativă pentru a încetini roata, au fost dezvoltate mai multe metode. Pârghiile acţionate prin cablu sunt comune pe biciclete, unde nu sunt necesare cantităţi masive de forţă pentru a încetini vehiculul. Pe automobile, motociclete și chiar pe multe biciclete, sistemele hidraulice sunt folosite pentru a transfera puterea de la maneta sau pedala de frână la etrierul de frână. Aceste sisteme hidraulice de frânare cu disc utilizează un lichid vâscos, de obicei un ulei sau alt fluid gros, conținut în linii suficient de rigide pentru a conține forța lichidului în mișcare. Când maneta sau pedala de frână sunt acţionate, uleiul sau lichidul este forţat în etrierul de frână, care, la rândul său, foloseşte o serie de pistoane pentru a împinge plăcuţele împotriva rotorului. Alte sisteme de acționare includ sisteme pneumatice și sisteme electromagnetice, ambele tind să fie mai complexe, dar la fel de eficiente.