Колесные пары представляют собой основные элементы ходовой части подвижного состава. Такие колеса устанавливают на вагоны разных видов, цистерны, локомотивы и другую железнодорожную технику. Конструктивно оба колеса с осью являются глухой неразборной деталью, что обеспечивает высокий уровень надежности и долговечности. Благодаря таким особенностям пробег колесных пар может составлять несколько миллионов км.

Поскольку профиль катания колесной пары представляет собой коническую поверхность, то при перемещении по участкам с достаточно большой кривизной (свыше 500 м) радиус катания внутреннего колеса будет увеличиваться, а внешнего — уменьшаться. Эта разность и обеспечивает устойчивое движение по пологой кривой траектории, а также исключение преждевременного износа колес и рельсового полотна.

Участки с крутой траекторией изгиба колесная пара проходит под действием сил, возникающих в процессе контакта внутренней боковой поверхности рельса с гребнем наружного колеса. Поскольку в этом случае возникают микродеформации и колеса, и рельса, то периодически колесные пары обтачивают для придания гребню нужной формы.

На вагоны устанавливают колесные пары, оснащенные двумя тормозными дисками, которые напрессовывают на ось. Такие колеса воспринимают нагрузку от рамы вагона, а также направляют его движение. Вагонные колесные пары представляют собой два цельнокатаных колеса, которые напрессованы на общую ось. Внешние концы колес используются в качестве опоры для рамы тележки. Конструктивными элементами колеса вагонной пары является ступица, диск и обод. На внутренней части обода предусмотрен гребень (реборда), который необходим, чтобы исключить выкатывание за пределы железнодорожного полотна.

Колеса для локомотивов не только предназначены для движения электровоза или тепловоза по железнодорожному полотну, но и обеспечивают приложение тягового усилия. На таких колесных парах для передачи крутящего момента от силовой установки установлено зубчатое колесо. Колеса для локомотивов оснащаются бандажом. Поэтому после нескольких обточек (3 - 5) бандаж заменяют. На моторвагонный подвижной состав устанавливают вагонные или локомотивные колесные пары. В первом случае тормозные диски напрессовывают на ось, а во втором — крепят болтами с внешней и внутренней стороны.