Wie der Name sagt, arbeiten diese Bremssysteme mit mechanischen Elementen, welche die Kraft, die der Fahrer aufbringt, zu den eigentlichen Bremseinrichtungen weiterleitet. Die meisten mechanischen Systeme arbeiten mit Seilzügen oder Gestängen, es gibt auch Kombinationen dieser beiden Übertragungselemente.

Die geschickte Ausnutzung der Hebelgesetze ermöglicht es, die aufgebrachte Kraft in einem gewissen Rahmen zu verstärken. Bei einer seilzugbetätigten Trommelbremse sollte beispielsweise der Winkel von Seilzug und Bremshebel zueinander bei anliegenden Bremsbacken möglichst 90 Grad betragen, weil so der größte Hebel zur Verfügung steht. Im Vergleich zu einer hydraulischen Bremse ist die Möglichkeit, die Kraft zu verstärken, jedoch deutlich geringer.

Mechanische Bremsen bieten noch weitere Nachteile. Sie sind sehr wartungsintensiv, und die Kraftverluste auf dem Übertragungsweg sind relativ groß (sie können enorm werden, wenn mangelnde Pflege beispielsweise für erhöhte Reibung innerhalb von Seilzügen oder an Umlenkungen sorgt!). Diese Reibungsverluste bedingen zudem oft eine ungleichmäßige Bremswirkung an den Rädern einer Achse.
Und: Eine Vergrößerung der Bremse, um der Geschwindigkeit oder dem Gewicht des Fahrzeugs Rechnung zu tragen, geht zumeist mit deutlich erhöhten Betätigungskräften einher.