Os primeiros sistemas de freio consistiam em uma alavanca e um bloco de madeira e foram utilizados em automóveis com rodas de aro de aço. O condutor puxava uma alavanca que pressionava um bloco de madeira contra as rodas, reduzindo a velocidade do automóvel. Apesar de eficaz, esse sistema tornou-se inviável quando o pneu de borracha foi introduzido. Um novo sistema deveria ser implementado.

No início dos anos 1900, o freio a tambor mecânico foi introduzido. O novo sistema de freio envolvia uma "única banda de aço inoxidável flexível enrolada em um tambor no eixo traseiro". Quando o motorista acionava o freio, a banda aplicava pressão no cilindro e o carro parava. Os primeiros freios a tambor eram externos e seus componentes permaneciam expostos, reduzindo sua durabilidade. Os freios eram substituídos com bastante frequência e, muitas vezes, a banda se desprendia em ladeiras. A questão foi resolvida com a internalização das sapatas de freio, componentes responsáveis por aplicar a pressão e desacelerar o veículo.

O tambor de freio hidráulico foi inventado por Malcolm Lougheed em 1918. Esse sistema utiliza um fluido hidráulico para aplicar pressão e parar o carro. Quando o motorista engata o freio, o fluido hidráulico é empurrado através de uma série de tubos até o tambor de freio. Esse fluido empurra as sapatas de freio contra os revestimentos interiores do tambor, desacelerando o veículo. Os freios a tambor hidráulico ainda estão em uso atualmente. No entanto, o maior problema relacionado a esse modelo é a produção de calor que não consegue ser dissipada, ocasionando eventualmente um entorse no freio e vibração.

Outra tecnologia patenteada no início do século XX foi o freio a disco. Os freios a disco são feitos de ferro. Os discos são pressionados pelas pastilhas de freio para diminuir a velocidade do veículo. As pastilhas, por sua vez, são pressionadas por uma pinça que entra em contato com o fluido hidráulico. Inicialmente, as pastilhas de freio não eram revestidas. Quando os dois pedaços de metal entravam em contato, produzia-se um ruído bastante alto. O amianto passou a ser utilizado como revestimento em ambos os sistemas de freio a disco e tambor, ajudando a melhorar substancialmente o desempenho.

Uma inovação nos sistemas de frenagem, o freio ABS é um recurso de segurança que ajuda a prevenir que os freios travem as rodas permitindo que o veículo deslize pela pista. Sensores de velocidade no carro ajudam a determinar se uma roda será travada. Em seguida, uma série de válvulas hidráulicas limitam ou reduzem o freio na roda em questão. Isso permite ao condutor manter o controle do carro, impedindo que derrape ou gire.