В настоящее время на поездах применят самые различные типы тормозов: пневматические и электрические, автоматические и неавтоматические, грузовые и пассажирские, нежёсткие и полужёсткие и т. д.[21][22]

Самыми распространёнными являются пневматические тормоза, которые приводятся в действие сжатым воздухом. Первый пневматический тормоз был предложен в 1869 году Вестингаузом и с тех пор постоянно совершенствовался. Тормоз Вестингаузена имеет только два режима — торможение и отпуск, в настоящее время он ещё используется в поездах метрополитена. В отличие от него, современные пневматические тормоза позволяют ещё и регулировать тормозную силу, меняя давление воздуха в тормозных цилиндрах. Машинист управляет тормозами с помощью специального устройства — крана машиниста. С его помощью машинист может добавлять воздух в тормозные цилиндры (служебное торможение) для получения определённой тормозной силы, поддерживать там это давление (перекрыша) и выпускать воздух (отпуск) для отпуска тормозов или некоторого снижения тормозной силы. В тормозные цилиндры воздух поступает из запасных резервуаров, находящихся на каждой единице подвижного состава (вагон, локомотив, дрезина и т. д.). В свою очередь в запасные резервуары воздух поступает из тормозной магистрали, протянутой вдоль всего состава, которую питает компрессор. Давление в тормозной магистрали зависит от типа поезда, так для пассажирского поезда оно составляет 4,5 — 5,2 кг/см². Управляет воздушными потоками устройство под названием воздухораспределитель, которое также находится на каждой единице подвижного состава. В случае повреждения тормозной магистрали (в том числе при разрыве поезда) и выходе воздуха из неё в атмосферу, воздухораспределитель напрямую соединяет запасной резервуар с тормозным цилиндром. В этом случае происходит экстренное торможение — воздух поступает в цилиндры под максимальным давлением, благодаря чему реализуется максимальная тормозная сила. Экстренное торможение можно вызвать и принудительно — открытием стоп-крана, либо постановкой ручки крана машиниста в соответствующее положение — в этом случае тормозная магистраль также напрямую соединяется с атмосферой.[21][22]

Основной недостаток пневматического тормоза заключается в том, что скорость распространения воздушной волны, а следовательно и срабатывания тормозов по составу, равна скорости звука (331 м/с). Неодновременность срабатывания тормозов может привести к продольным толчкам, что в пассажирских поездах приводит к дискомфорту пассажиров, а в длинных грузовых — к разрыву поезда. Поэтому на пассажирских, а также грузовых длинносоставных поездах используют электропневматические тормоза. В этом случае параллельно тормозной магистрали идёт электрический провод, по которому и передаются сигналы на воздухораспределители (последний при этом называется электровоздухораспределителем, из-за наличия в конструкции электрической части). Преимущество такого типа тормоза заключается в практически одновременном срабатывании тормозов по всей длине состава, что также позволяет сократить тормозной путь.[21]

В случае применения тяговых электрических двигателей (ТЭД), помимо пневматических тормозов используют и электрические, которые преобразуют механическую энергию поезда в электрическую. В этом случае используют обратимость электродвигателя, то есть его возможность работы генератором. Полученная электроэнергия либо преобразуется в тепловую в реостатах (реостатное торможение), либо возвращается в контактную сеть (рекуперативное торможение), также возможно их сочетание (рекуперативно-реостатное торможение). Электрическими тормозами оборудовано большинство электроподвижного состава (трамвай, метрополитен, электровозы, электропоезда), а также многие тепловозы.[23][24][25]

Также существует магниторельсовый тормоз. Он состоит из двух (реже — четырёх) башмаков, каждый из которых подвешен между колёсами и по конструкции представляет собой электромагнит. При торможении башмаки опускаются на рельсы, а на их катушки подаётся электрический ток. Возникшая магнитная сила прижимает башмаки к рельсам, тем самым увеличивая тормозную силу, тормозной путь при этом сокращается на 30 — 35 %. Применяется данный тормоз на трамваях, высокоскоростных поездах и тяговых агрегатах. Их основное преимущество — компактность, что позволяет вместе с ними использовать дисковые тормоза, которые занимают относительно большой объём от подвагонного пространства.[26]