ترمزهای هوایی روشی موثر برای کاهش سرعت قطار با استفاده از هوای فشرده است. این ترمزها وسیله اصلی توقف قطارها، اتوبوس ها و کامیون های بزرگ هستند. آنها از یک پیستون فنری استفاده می کنند که توسط فشار هوا برای اعمال ترمز فشار داده می شود. فشار هوا توسط یک کمپرسور موتوری تولید می شود که برای اطمینان از تامین هوای ثابت سیستم تنظیم می شود. هوای فشرده در مخازن هوا ذخیره می شود و توسط دریچه های کنترل ترمز هوا (CCV) برای اعمال و رها کردن ترمزها کنترل می شود. یک پایه سیلندر ترمز هوا دارای 6 جزء: لوله ترمز، شیر کنترل خودرو (CCV)، مخازن هوای کمکی و اضطراری، سیلندر ترمز و شیر نگهدارنده.

هوا در سیستم تامین فیلتر، خشک، فشرده و در مخازن اصلی هوا ذخیره می شود. فشار هوا در 130 تا 140 psi نگه داشته می شود. هوای موجود در مخازن اصلی هوا توسط یک سری دریچه های کنترل پنوماتیک به مخازن هوای کمکی و اضطراری منتقل می شود. هر واگن در قطار با مخزن هوای کمکی خود عرضه می شود. CCV که به براکت لوله ترمز چسبانده شده است، دارای 2 قسمت سوپاپ، سرویس و اضطراری است. دارای 3 عملکرد: شارژ مخازن کمکی و اضطراری از لوله ترمز، به کار انداختن سیستم ترمز و آزاد کردن آن.

CCV یک مجموعه سوپاپ پیچیده است، اما عملکرد اساسی آن حفظ فشار هوا در هر وسیله نقلیه در هنگام ترمزگیری است. به این "حفظ فشار لوله ترمز" می گویند. از تخلیه سریعتر مخازن کمکی و اضطراری نسبت به تخلیه مجدد آنها توسط لوله ترمز جلوگیری می کند. این مشکل یک علت مکرر فرار قطار است. یک راه ساده برای جلوگیری از آن این است که از ترمزهای قطار برای نمرات نزولی طولانی استفاده نکنید و فقط یک بار آنها را تا جایی اعمال کنید که فشار هوا در لوله ترمز به صفر psi برسد.

در سیستم های سنتی با سوپاپ سه گانه، موقعیت Lap مقدار پا هوا را از یک طرف پیستون به طرف دیگر تخلیه می کند. این فقط در مواقع اضطراری استفاده می شود، زمانی که سوپاپ سه گانه افت ناگهانی فشار هوا را در طول لوله ترمز احساس می کند. برخی از شیرهای سه گانه و توزیع کننده ها دارای دریچه های حسگر هستند که افت سریع فشار هوا را حس می کنند. این سرعت ترمزگیری را افزایش می دهد، اما نمی توان برای شروع یک عملیات اضطراری به آن اعتماد کرد.

یک مخزن اضطراری روی هر خودرو تعبیه شده و از لوله ترمز شارژ می شود، اما تا زمانی که شیر اضطراری باز نشود فعال نمی شود. برخی از قطارها همچنین مجهز به نسخه ویژه ای از سوپاپ سه گانه به نام توزیع کننده هستند که همان عملکرد را انجام می دهد اما دارای قابلیت رهاسازی مدرج است که کنترل ترمز را بهبود می بخشد. این در سیستم های ترمز هوای مدرن که از کنترل توزیع هوا مجهز به سنسور برای رسیدن به همان اثر استفاده می کنند استفاده نمی شود. کنترل توزیع هوا معمولاً به انتهای لوله ترمز متصل می شود و دارای خروس های زاویه ای است که هنگام جدا شدن وسیله نقلیه بسته می شوند.