Rem sepeda digunakan untuk memperlambat atau menghentikan sepeda sepenuhnya dan terbagi dalam tiga kategori berbeda: pelek, tromol, dan cakram. Ketiga tipe tersebut berfungsi dengan menerapkan gesekan pada salah satu atau kedua roda dengan mekanisme pengereman statis yang dioperasikan pengendara. Rem sepeda biasanya diterapkan dengan aktuator kabel atau batang yang dioperasikan oleh pengendara melalui tuas yang dipasang di stang atau kontrol pedal. Gesekan yang diterapkan pada roda umumnya berasal dari set bantalan karet atau material komposit yang ditekan ke tepi roda, cakram yang dipasang di hub, atau permukaan bagian dalam drum hub.
Yang paling umum, dan salah satu yang tertua, sistem pengereman yang digunakan pada berbagai jenis sepeda yang berbeda adalah rem pelek. Varian rem ini mengandalkan satu set sepatu rem yang dipasang di atas roda pada caliper. Saat diaktifkan, kaliper menutup dan menekan sepatu rem, biasanya blok karet tahan panas, ke atas pelek roda. Gesekan yang disebabkan oleh kontak antara sepatu dan pelek mengeluarkan energi dari sepeda yang bergerak, sehingga memperlambat dan akhirnya menghentikannya.
Ada berbagai macam desain kaliper berbeda yang digunakan pada rem sepeda pelek termasuk desain kantilever, tarikan tengah, dan tarik samping. Kaliper biasanya digerakkan oleh kabel tipe Bowden yang dioperasikan oleh tuas di setang. Rem ini mudah untuk disetel dan diperbaiki dan cukup efektif meskipun mereka cenderung kehilangan efisiensi saat pelek basah.
Sistem pengereman kedua yang umum digunakan adalah rem tromol, baik sebagai pengereman khusus atau pengereman dan jenis roda bebas. Dioperasikan oleh batang, kabel, atau tekanan pedal belakang, rem ini menekan satu set sepatu rem ke bagian dalam hub roda seperti rem drum pada mobil. Rem sepeda roda bebas adalah pengaturan rem tromol unik yang memungkinkan roda belakang “menggerakkan roda bebas” saat meluncur menuruni bukit dan memasok pengereman melalui pedal. Saat pengendara mengayuh pedal ke depan, hub memutar roda. Ketika pedal tetap statis, roda belakang berjalan bebas, dan ketika pedal didorong ke belakang, mereka mengaktifkan rem tromol. Juga dikenal sebagai rem pedal belakang, jenis sistem pengereman ini banyak digunakan pada siklus roadster yang umum di Asia dan Afrika.
Jenis ketiga dari sistem pengereman sepeda juga mendapatkan desainnya dari rem mobil. Rem sepeda cakram memiliki fitur cakram datar yang terpasang pada hub roda yang bergerak melalui kaliper yang dipasang bersama. Kaliper memiliki satu atau lebih set sepatu rem yang digerakkan piston yang dapat dioperasikan secara mekanis atau hidraulik. Saat diaktifkan, piston mendorong sepatu ke cakram, sehingga menerapkan gaya pengereman ke roda. Meskipun sangat efektif, rem ini memerlukan beberapa modifikasi pada desain roda konvensional yang menambah bobot dan biaya pada sepeda.