Die Bremsbeläge werden rein mechanisch mittels Federkraft an die Bremsscheibe oder Bremstrommel gedrückt. Um die Bremse zu lösen, muss daher eine Kraft aufgewendet werden, was in der Regel durch Druckluft (Pneumatikzylinder) oder durch Hydraulikpumpen erreicht wird.
Federspeicherbremsen arbeiten also nach dem „Fail-Safe"-Prinzip, d. h. bei Ausfall des Betätigungsmediums (z. B. bei einem Leck in der Druckluftanlage) wirkt die Bremse trotzdem -- sie kann also als Notbremse und Feststellbremse angewendet werden.
Die Federspeicherbremsen werden in vielen schweren Kraftfahrzeugen als Feststellbremse verwendet. Bei den LKW deutscher Hersteller (Daimler/MAN) ist die Federspeicherbremse abstufbar und wird auch als Hilfsbremse verwendet. Sie wird in Kraftfahrzeugen jedoch nie als Betriebsbremse verwendet.
Außerdem kommt sie bei Schienenfahrzeugen als Feststellbremse (an Stelle von Handbremsen) vor.
Um bei Ausfall der Betätigungsanlage die Bremse lösen zu können (z. B. zum Abschleppen eines LKW), ist bei Federspeicherbremsen eine Notauslösevorrichtung vorgesehen. Bei Schienenfahrzeugen kann das eine händisch zu betätigende Hydraulikpumpe sein, bei LKW sind einzelne manuell zu betätigende Gewindespindeln üblich, mit denen die Federn gespannt werden können, wenn das mit Druckluft nicht mehr möglich sein sollte.
Anforderungen an die Feststellbremsanlage von Lastzügen ist, den gesamten Zug bei 12 % Gefälle oder das Einzelfahrzeug bei 18 % Gefälle halten zu können.
