Kotoučová brzda zastaví auto stlačením rotujícího kotouče. Kotouč, nazývaný rotor, se otáčí spolu s kolem. Třmen je umístěn obkročmo na rotoru a drží dvě brzdové destičky. Když řidič sešlápne pedál, hydraulický tlak zatlačí písty v třmenu a destičky sevřou rotor. Tření zpomalí kolo a auto se zastaví.

Kotoučové brzdy mají oproti bubnovým brzdám výhody. Lépe odvádějí teplo, takže odolávají slábnutí při opakovaném prudkém brzdění. Jejich údržba se snadněji udržuje, protože destičky lze vyměnit bez demontáže náboje kola. Také se samy seřizují podle opotřebení destiček. Proto většina moderních aut používá kotoučové brzdy na všech čtyřech kolech, i když některé ekonomické vozy stále používají bubnové vzadu.

Rotor může být plný nebo odvětrávaný. Odvětrávaný rotor má vnitřní lopatky, které prohánějí vzduch a rychleji ho ochlazují. Výkonné vozy používají vrtané nebo drážkované rotory k odvodu tepla a plynů. Důležité jsou také destičky. Různé směsi destiček snižují hluk, prach, opotřebení a brzdnou sílu. Keramické destičky jsou tiché a čisté, ale drahé. Polokovové destičky brzdí hůře, ale opotřebovávají se rychleji a produkují více prachu.

Kotoučové brzdy byly poprvé použity v závodních vozech v 50. letech 20. století. Do sériové výroby se rozšířily v 60. letech a v 80. letech se staly standardem. Jsou jedním z nejdůležitějších bezpečnostních pokroků v historii automobilového průmyslu.