Rem cakram menghentikan mobil dengan cara menekan cakram yang berputar. Cakram, yang disebut rotor, berputar bersama roda. Kaliper berada di atas rotor dan menahan dua bantalan rem. Ketika pengemudi menekan pedal, tekanan hidrolik mendorong piston di dalam kaliper, dan bantalan rem menjepit rotor. Gesekan memperlambat putaran roda, dan mobil berhenti.

Rem cakram memiliki keunggulan dibandingkan rem tromol. Rem cakram mampu menghilangkan panas dengan lebih baik, sehingga lebih tahan terhadap penurunan performa pengereman saat pengereman mendadak berulang kali. Perawatannya juga lebih mudah karena kampas rem dapat diganti tanpa perlu melepas hub roda. Selain itu, rem cakram juga menyesuaikan diri secara otomatis seiring ausnya kampas rem. Itulah mengapa sebagian besar mobil modern menggunakan rem cakram pada keempat rodanya, meskipun beberapa mobil ekonomis masih menggunakan rem tromol di bagian belakang.

Rotor bisa berupa rotor padat atau berventilasi. Rotor berventilasi memiliki sirip internal yang menarik udara, sehingga mendinginkannya lebih cepat. Mobil performa tinggi menggunakan rotor berlubang atau beralur untuk membuang panas dan gas. Kampas rem juga penting. Kompon kampas rem yang berbeda memiliki kelebihan dan kekurangan dalam hal kebisingan, debu, keausan, dan daya pengereman. Kampas rem keramik senyap dan bersih tetapi mahal. Kampas rem semi-metalik memberikan daya pengereman yang lebih kuat tetapi lebih cepat aus dan menghasilkan lebih banyak debu.

Rem cakram pertama kali digunakan pada mobil balap pada tahun 1950-an. Rem ini kemudian menyebar ke mobil produksi pada tahun 1960-an dan menjadi standar pada tahun 1980-an. Rem cakram merupakan salah satu perkembangan keselamatan terpenting dalam sejarah otomotif.