Un freno de tambor frena una rueda presionando las zapatas contra la parte interior de un tambor giratorio. El tambor está unido a la rueda y gira con ella. Cuando el conductor pisa el pedal del freno, la presión hidráulica empuja un cilindro de rueda, que a su vez empuja las zapatas hacia afuera. Las zapatas rozan contra el tambor, creando fricción y frenando la rueda.

Los frenos de tambor fueron estándar en las cuatro ruedas durante décadas. Son más económicos de fabricar que los frenos de disco y ofrecen una gran potencia de frenado a bajas velocidades. Además, tienen un efecto autoenergizante: la rotación del tambor hace que la zapata delantera entre en contacto con el freno, aumentando la fuerza de frenado con menos esfuerzo en el pedal. Por eso, algunos camiones y vehículos pesados ​​todavía los utilizan.

Sin embargo, los frenos de tambor tienen inconvenientes. Atrapan el calor dentro del tambor, lo que puede provocar pérdida de eficacia durante frenadas bruscas repetidas. Su mantenimiento es más complejo debido a que los resortes y las zapatas se encuentran dentro del tambor. Además, no evacuan el agua tan bien como los frenos de disco, por lo que pueden ser menos efectivos después de conducir por zonas inundadas.

La mayoría de los coches modernos utilizan frenos de disco delanteros y frenos de disco o de tambor traseros. Los frenos de tambor traseros son comunes en coches económicos e híbridos, donde los frenos traseros trabajan menos y el frenado regenerativo reduce el desgaste. No están obsoletos; simplemente son menos comunes.