保安ブレーキは、他のブレーキ系統が故障などにより使えなくなった場合に用いられるバックアップのブレーキである。JRグループにおいては、この種のブレーキのことを直通予備ブレーキとも呼ぶ。また、留置中の車両が動き出さないようにする目的でもこのブレーキが用いられる。この場合、留置ブレーキなどと呼ばれることもある。通常のブレーキ系統とは独立した系統になっている。
一部の車両では、ばねなどの働きにより制輪子が常時車輪に押し付けられる機構になっており、これを空気圧により抑えておくことでブレーキを解除して走行し、空気圧が抜けると特に保安ブレーキの操作をしなくても自動的にブレーキが掛かる仕様になっているものがある。これは、運転士が車両の留置時に保安ブレーキの使用を忘れた場合でも、ブレーキ管の空気圧が抜けて通常のブレーキが効かなくなった時点で自動的に保安ブレーキが作動するフェイルセーフな機構となっている。
耐雪ブレーキ.
雪が降ると、レールと車輪の間の摩擦が低下してブレーキ力が落ちるだけではなく、制輪子やブレーキパッドと車輪・ディスクとの間に雪が入り込んで凍結し、ブレーキが効きにくくなることがあり、大事故につながる恐れがある。これを防ぐために、運転台にあるスイッチを操作することで常時弱くブレーキをかけた状態にして、制輪子を車輪に当てたままにしておく。これを耐雪ブレーキ（たいせつブレーキ）という。
歴史.
草創期.
貫通ブレーキの開発.
しかしながら、こうした要求に応えることは技術的に困難であった。列車全体にわたって求められる一定の力でブレーキを掛けられるようにしながら、列車に車両を繋いだり切り離したりできるようにする必要があったからである。この時期には車両の連結・切り離しのない固定編成の列車は滅多になかった。
空気ブレーキの発明と普及.
電気ブレーキの開発.
こうした電気鉄道の総括制御の技術は、まず動力分散方式の電車から適用が始まったが、次第に機関車牽引方式の列車やディーゼル列車にも適用が行われるようになった。これとともに、電磁自動空気ブレーキや電磁直通ブレーキなど、電気的な指令によりブレーキ弁を制御する仕組みが開発された。さらに現代では、電気ブレーキと空気ブレーキを統一的に制御する電気指令式ブレーキが開発され、多くの車両に適用されるようになっている。
その他.
貫通ブレーキ.