Hamulce pneumatyczne to skuteczny sposób na zmniejszenie prędkości pociągu za pomocą sprężonego powietrza. Hamulce te są podstawowym sposobem zatrzymywania pociągów, autobusów i dużych ciężarówek. Używają sprężynowego tłoka, który jest popychany przez ciśnienie powietrza w celu uruchomienia hamulców. Ciśnienie powietrza jest wytwarzane przez sprężarkę napędzaną silnikiem, która jest regulowana w celu zapewnienia stałego dopływu powietrza do układu. Sprężone powietrze jest przechowywane w zbiornikach powietrza i jest kontrolowane przez zawory sterujące hamulcami pneumatycznymi (CCV) w celu włączania i zwalniania hamulców. Podstawowe siłownik hamulca pneumatycznego składa się z 6 elementów: przewodu hamulcowego, zaworu sterującego samochodu (CCV), zbiorników powietrza pomocniczego i awaryjnego, cylindra hamulcowego oraz zaworu ustalającego.

Powietrze w układzie zasilania jest filtrowane, osuszane, sprężane i magazynowane w głównych zbiornikach powietrza. Ciśnienie powietrza utrzymuje się na poziomie 130 do 140 psi. Powietrze znajdujące się w głównych zbiornikach powietrza jest przekazywane do zbiorników powietrza pomocniczego i awaryjnego za pomocą szeregu pneumatycznych zaworów sterujących. Każdy wagon w pociągu jest wyposażony we własny pomocniczy zbiornik powietrza. CCV, przymocowany do wspornika przewodu hamulcowego, ma 2 części zaworu, serwisową i awaryjną. Spełnia 3 funkcje: ładowanie zbiornika pomocniczego i awaryjnego z przewodu hamulcowego, obsługa układu hamulcowego oraz zwalnianie go.

CCV to złożony zespół zaworów, ale podstawową funkcją jest utrzymanie ciśnienia powietrza w każdym pojeździe podczas hamowania. Nazywa się to „utrzymywaniem ciśnienia w przewodzie hamulcowym”. Zapobiega szybszemu opróżnianiu zbiorników pomocniczych i awaryjnych, niż przewód hamulcowy może je naładować. Ten problem jest częstą przyczyną uciekania pociągów. Prostym sposobem na uniknięcie tego jest nieużywanie hamulców pociągu na długich zjazdach i stosowanie ich tylko raz do punktu, w którym ciśnienie powietrza w przewodzie hamulcowym spadnie do zera.

W tradycyjnych systemach z potrójnym zaworem pozycja Lap stopy powoduje zrzucanie powietrza z jednej strony tłoka na drugą. Jest to używane tylko w sytuacjach awaryjnych, gdy potrójny zawór wyczuwa nagły spadek ciśnienia powietrza wzdłuż przewodu hamulcowego. Niektóre potrójne zawory i rozdzielacze są wyposażone w zawory czujnikowe, które wykrywają gwałtowny spadek ciśnienia powietrza. Zwiększa to szybkość włączania hamulców, ale nie można na nim polegać w celu zainicjowania hamowania awaryjnego.

W każdym samochodzie znajduje się zbiornik awaryjny, który ładuje się z przewodu hamulcowego, ale nie jest aktywowany, dopóki nie otworzy się zawór awaryjny. Niektóre pociągi są również wyposażone w specjalną wersję potrójnego zaworu, zwaną rozdzielaczem, który pełni tę samą funkcję, ale zawiera funkcję stopniowego zwalniania, która poprawia kontrolę hamulca. Nie jest to stosowane w nowoczesnych pneumatycznych układach hamulcowych, które wykorzystują sterowanie rozdziałem powietrza wyposażone w czujniki, aby osiągnąć ten sam efekt. Regulator rozdziału powietrza jest zwykle mocowany na końcu przewodu hamulcowego i ma kurki kątowe, które są zamykane, gdy pojazd jest odłączony.