Keilriemen nutzen den Umstand aus , dass die Reibung in einer keilförmigen Rille wesentlich höher ist als bei einer flachen Auflag.Durch diese hohe Reibung sind die Kräfte auf die Lager wesentlich geringer. Der Wirkungsgrad ist allerdings im vergleich zum Flachriemen etwas geringer.
Keilriemen bestehen aus Gummi mit einer Textil- oder Stahlseileinlage und werden endlos gefertigt. Bei gleichem Platzbedarf können sie wesentlich größere Drehmomente als Flachriemen übertragen.
Es können auch mehrere Keilriemen nebeneinander angeordnet werden.
Beim Keilriemenwechsel ist jedoch aufgrund der Ausdehnung wichtig, dass alle Riemen zeitgleich getauscht werden.
Bei der Umlenkung kommt es innen zu einer Stauchung und somit zur erwärmung ,da der Keilriemen relativ hoch ist. Um kleinere Scheibendurchmesser zu erlauben oder die Verluste zu verringern kann man den Keilriemen zahnen. Jedoch ist auch ein gezahnter Keilriemen immer noch ein Keilriemen, da er kraftschlüssig durch die Keilwirkung an den Flanken arbeitet.
Normalerweise laufen Keilriemen auf Keilriemenscheiben mit einem fixen Durchmesser. Man kann jedoch auch zwei konische Scheiben weiter zusammen oder auseinander schieben, so dass der Riemen weiter innen oder außen läuft. So entsteht ein stufenlos verstellbares Getriebe. Eine dieser Bauformen, die sich drehzahlabhängig selbst nachstellt, ist auch unter der Bezeichnung Variomatic bekannt und wird bei Motorrollern eingesetzt.