En comparació amb els frens de tambor, els frens de disc tenen una superfície de treball plana amb transferència de calor als dos costats. El disc giratori es refreda fàcilment, és menys propens a la deformació i ofereix un rendiment de frenada més estable. Amb el temps, el disc de fre s'expandeix a causa de les altes temperatures, millorant la força de frenada. En canvi, els frens de tambor només transfereixen calor per un costat, donant lloc a una diferència de temperatura més gran entre les superfícies interior i exterior. Això fa que el tambor de fre sigui més susceptible a la deformació i, després d'una frenada prolongada, el tambor s'expandeix a causa de les altes temperatures, reduint l'eficiència de frenada. A més, els frens de disc tenen una estructura més senzilla, són més fàcils de mantenir i permeten l'ajust automàtic del joc de frens.
Els desavantatges dels frens de disc són que les pastilles de fricció actuen directament sobre el disc sense amplificació automàtica de la fricció, el que resulta en una menor eficiència de frenada. Per tant, quan s'utilitza en sistemes de frenada hidràulica, si es requereix una pressió de frenada més alta, s'ha d'instal·lar un dispositiu d'assistència elèctrica. Quan s'utilitza també com a fre d'estacionament, el dispositiu de transmissió del fre d'estacionament afegit és més complex que el dels frens de tambor, limitant així la seva aplicació a les rodes posteriors.
