Les utilisations les plus courantes des maîtres-cylindres dans les véhicules sont dans les systèmes de freinage et d’embrayage. Dans les systèmes de freinage, les dispositifs actionnés sont des cylindres à l’intérieur d’étriers de frein et / ou de freins à tambour; ces cylindres peuvent être appelés cylindres de roue ou cylindres esclaves, et ils poussent les plaquettes de frein vers une surface qui tourne avec la roue (cette surface est généralement un tambour ou un disque, alias. un rotor) jusqu’à ce que la ou les plaquettes de frein stationnaires créent un frottement contre cette surface tournante (généralement la surface tournante est en métal ou en céramique / carbone, pour leur capacité à résister à la chaleur et au frottement sans s’user rapidement). Dans le système d’embrayage, le dispositif utilisé par le maître-cylindre est appelé cylindre esclave; il déplace le roulement de décharge jusqu’à ce que le matériau à friction élevée de l’embrayage de la transmission se désengage du volant d’inertie en métal (ou en céramique / carbone) du moteur. Pour les freins hydrauliques ou les embrayages, des tuyaux flexibles à haute pression ou des tubes métalliques rigides à paroi dure peuvent être utilisés; mais la variété flexible de tubes est nécessaire pour au moins une courte longueur adjacente à chaque roue, chaque fois que la roue peut se déplacer par rapport au châssis de la voiture (c’est le cas sur toute voiture avec direction et autres mouvements de suspension; certains coureurs de dragsters et karts n’ont pas de suspension arrière, car l’essieu arrière est soudé au châssis, et certaines voitures anciennes n’ont pas non plus de mouvement de suspension arrière).
Un réservoir au-dessus de chaque maître-cylindre fournit au maître-cylindre suffisamment de liquide de frein pour éviter que de l’air ne pénètre dans le maître-cylindre (même l’embrayage typique utilise du liquide de frein, mais il peut également être appelé « liquide d’embrayage » dans une application d’embrayage). Chaque piston d’un maître-cylindre actionne un circuit de freinage, et pour les camions légers et les voitures particulières modernes, généralement, un circuit de freinage conduit à un étrier ou à un sabot de frein sur seulement deux des roues du véhicule, et l’autre circuit de freinage fournit une pression de freinage pour ralentir et arrêter les deux autres roues. Cela se fait dans un système hydraulique divisé en diagonale. En cas de défaillance hydraulique dans les conduites de frein desservies par le piston secondaire du maître-cylindre, les deux pistons avanceront lorsque les freins seront serrés, mais rien ne résiste à la course du piston, sauf le ressort du piston secondaire. Cela permet au piston primaire d’accumuler seulement une petite quantité de pression jusqu’au fond du piston secondaire dans l’alésage du cylindre. Ensuite, le piston primaire créera une pression hydraulique suffisante pour faire fonctionner les freins desservis par cette moitié du système. En cas de défaillance hydraulique du système de freinage desservi par le piston primaire, le piston primaire avance lorsque les freins sont serrés, mais n’augmente pas la pression hydraulique. Dans ce cas, très peu d’effort est transféré au piston secondaire à travers le ressort du piston primaire jusqu’à ce que la vis d’extension du piston vienne en contact avec le piston secondaire. Ensuite, la force de la tige de poussée est transmise directement au piston secondaire et une pression suffisante est créée pour actionner ses freins.
Avec un seul système fonctionnant, les distances d’arrêt sont plus longues et les réparations doivent être effectuées avant de reprendre la route.