鐵路機車車輛制動機按制動原動力和操縱控制方式的不同，可分為：手制動機、空氣制動機、電空制動機、真空制動機以及電磁製動機和旋轉渦流制動機等。

自動式空氣制動機的特點是列車管排氣（減壓）時，制動缸充氣（增壓），列車發生制動作用，優點是：當列車發生分離事故，制動軟管被拉斷時，列車管風壓急劇下降，在制動閥的作用下，列車能自動迅速制動直至停車，這不僅提高了列車執行安全性，而且列車前後部開始制動作用的時間差小，即制動和緩解的—致性較好，適用於編組較長的列車；因此在世界各國鐵路上得到最廣泛的應用。

手制動機是以人力為制動原動力，以手輪的轉動方向和手力大小來操縱控制，是輔助的備用制動機，其構造簡單，費用低廉，是鐵路歷史上使用最久遠，生命力最頑強的制動機，鐵路發展初期，機車車輛上只有這種制動機。

空氣制動機是以壓力空氣作為制動原動力，以改變壓力空氣的壓強來操縱控制，其制動力大，操縱控制就靈敏便利，空氣制動機又分直通式和自動式兩大類，直通式空氣制動機已不再採用。

電空制動機是電控空氣制動機的簡稱，是在空氣制動機的基礎上加裝電磁閥等電氣控制部件而形成的，它的特點是制動作用的操縱控制用“電控”，但制動作用原動力還是壓力空氣，而且，在制動機的電控因故失靈時，它仍可實行“氣控”（空氣壓強控制），臨時變成空氣制動機。在列車速度很高或編組很長，空氣制動機難以滿足要求時，採用電空制動機可以大大改善列車前後部制動和緩解作用的一致性，顯著減輕列車縱向衝擊，並縮短制動距離，世界上許多高速列車都採用了電空制動機。

還有一種真空制動機，它的特點是以大氣為原動力，以改變“真空度”來操縱控制。當制動閥手柄置於緩解位時，真空泵與列車管連通、列車管和制動缸內的空氣都被抽走，列車管和制動缸內上下兩方都保持高度真空，活塞因自重落下，活塞桿向外伸出；當制動閥手柄置於制動位時，列車管與大氣相通，大氣進入列車管和制動缸活塞下方。由於真空制動機在實際運用有著諸多不足而被空氣制動機替代。