브레이크는 운동하고 있는 기계의 속도를 줄이거나 멈추게 하는 장치로, 운송 수단의 안전을 보장하는 가장 핵심적인 기계 요소 중 하나다. 기본적으로 물체의 운동 에너지를 마찰력을 통해 열에너지로 변환하여 소산시키는 원리를 이용한다. 자동차, 기차, 자전거와 같은 이동 수단뿐만 아니라 엘리베이터나 산업용 기계 등 회전하거나 움직이는 부품이 포함된 모든 기계 장치에 필수적으로 장착된다.

작동 방식과 구조에 따라 브레이크는 여러 종류로 분류된다. 대표적인 방식으로는 디스크 브레이크와 드럼 브레이크가 있다. 디스크 브레이크는 바퀴와 함께 회전하는 원판 모양의 디스크를 브레이크 패드가 양쪽에서 압착하여 제동력을 얻는 방식이다. 방열성이 우수하여 고속 주행 시에도 제동 성능이 안정적으로 유지되는 장점이 있다. 반면 드럼 브레이크는 회전하는 드럼 내부에서 브레이크 슈를 바깥쪽으로 밀어붙여 마찰을 일으키는 방식으로, 구조가 비교적 간단하고 제동력이 강력하여 대형 차량이나 일부 차량의 후륜에 주로 사용된다.

현대의 브레이크 시스템은 단순한 마찰 장치를 넘어 정교한 전자 제어 기술과 결합하고 있다. ABS(Anti-lock Braking System)는 급제동 시 바퀴가 완전히 잠기는 현상을 방지함으로써 운전자가 방향 조절 능력을 유지할 수 있게 돕는다. 또한 차체 자세 제어 장치(ESC)와 연동되어 각 바퀴의 제동력을 독립적으로 조절함으로써 차량의 전복이나 미끄러짐을 방지한다. 최근에는 센서와 카메라를 이용해 충돌 위험을 감지하고 자동으로 제동을 거는 자동 긴급 제동 시스템(AEB)이 널리 보급되고 있다.

환경 및 에너지 효율 측면에서는 회생 제동 기술이 중요한 비중을 차지한다. 전기자동차나 하이브리드 자동차에 주로 사용되는 회생 제동은 감속 시 모터를 발전기로 활용하여 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하고 이를 배터리에 저장하는 방식이다. 이 과정에서 발생하는 저항력이 제동력을 제공하며, 기존의 마찰식 브레이크 사용 빈도를 줄여 부품의 수명을 늘리고 주행 거리를 연장하는 효과를 거둔다.

브레이크의 성능은 탑승자의 생명과 직결되므로 주기적인 유지보수가 필수적이다. 마찰재인 브레이크 패드나 슈는 사용함에 따라 마모되므로 적정 두께 이하로 얇아지기 전에 교체해야 한다. 또한 유압식 브레이크의 경우 브레이크액의 상태와 양을 주기적으로 점검해야 한다. 과도한 제동으로 인해 발생하는 열이 브레이크액을 끓게 하여 제동력을 상실시키는 베이퍼 록 현상이나, 패드의 마찰력이 급격히 떨어지는 페이드 현상을 방지하기 위한 고성능 소재 개발도 지속적으로 이루어지고 있다.