Under många år var tåklämman det primära pedalsystemet på racercyklar. Tåklämman var en metall- eller plastbur som cyklisten halkade in sin fot i, vilket gjorde att han kunde dra upp i pedalerna under sitt pedalslag förutom att trycka ner dem. Även om denna förhöjda effekt, var tåklämmorna besvärliga och svåra att ta sig in och ur. Därför föddes clipless pedaler. Klämfria pedaler tillåter också en cyklist att dra upp i pedalerna, men det finns ingen bur för cyklistens fot att glida in i. Istället bär cyklisten en speciell sko med en kloss fäst i botten; klossen snäpper sedan fast i specialdesignade pedaler, ungefär som en skidbindning men mycket mer kompakt.
Klämlösa pedaler är mindre en pedal och mer ett pedalsystem. De fungerar tillsammans med cyklistens sko, som har en mycket styv sula av plast, kol eller andra hårda ämnen. En specialdesignad kloss fästs sedan i botten av skon och fungerar som gränssnittet mellan skon och pedalen. Klämlösa pedaler varierar i form och storlek beroende på ett visst märkes design, men de flesta är gjorda för att kasta lera effektivt. Tidiga versioner av clipless pedaler skulle bli igensatta och misslyckas med att fungera korrekt eftersom lera fastnade i fjädermekanismerna under körningen.
På de flesta clipless mountainbikepedaler måste klossen glida, tå-först, under en stång på pedalen. Cyklisten trycker sedan ner hälen och en fjäderbelastad bakre stång på pedalen klämmer på plats på baksidan av klossen. Cyklisten låses då i princip in i cykeln. För att släppa foten från den clipless pedalen måste cyklisten vrida hälen utåt bort från cykeln och därigenom släppa klossen från den fjäderbelastade stången.
Vissa clipless pedaler för landsvägscykling fungerar lite annorlunda. Till exempel fungerar Speedplays vägpedalsystem på motsatt sätt som mountainbikepedalerna som beskrivs ovan. Stängerna som vanligtvis är fästa på pedalen är istället fästa på en kloss på förarens sko – som är mycket skrymmande än de flesta klossar – och själva pedalen fungerar på samma sätt som mountainbike-klossen som nämns ovan. När föraren trycker sin fot mot pedalen, är fjädrarna som rör sig för att ansluta gränssnittet på skon snarare än pedalen. Men att släppa från de clipless pedalerna fungerar på samma sätt: föraren sparkar hälen utåt från cykeln.
Även om cyklistens skor är låsta i den clipless pedalen, tillåts foten att röra sig sida till sida. Detta kallas float och många pedaler erbjuder nu en float-justering som låter föraren bestämma hur mycket rörelse hans fot tillåts. Men var försiktig: att begränsa ditt flyt för mycket kan vara skadligt för dina knän, och om du inte begränsar det tillräckligt kan det uppmuntra till oavsiktliga släpp från pedalen.