Aunque las cerraduras vienen en todas las formas y tamaños, con muchas variaciones de diseño innovadoras, la mayoría de las cerraduras se basan en conceptos bastante similares. El diseño de cerradura más común es la cerradura de bombillo. En este diseño, la llave gira un cilindro, o tapón, que gira una leva montada. Cuando el enchufe se gira en una dirección, la leva tira del cerrojo y la puerta puede abrirse. Cuando el tapón gira en sentido contrario, la leva suelta el cerrojo y un resorte lo encaja en su lugar para que la puerta no pueda abrirse.
A este tipo de llaves se les conoce como llaves maestra.
Dentro de una cerradura de cilindro hay una especie de rompecabezas que sólo la llave correcta puede resolver. La principal variación en los diseños de cerraduras es la naturaleza de este rompecabezas. Uno de los rompecabezas más comunes es el diseño de alfileres y vasos.
Los componentes principales en el diseño de los pasadores y vasos son una serie de pasadores pequeños de diferentes longitudes. Los pines se dividen en pares. Cada par descansa en un eje que pasa a través del tapón del cilindro central y dentro de la carcasa alrededor del tapón. Los resortes en la parte superior de los ejes mantienen los pares de pasadores en posición en el tapón.
Cuando no se inserta ninguna llave, la clavija inferior de cada par está completamente dentro del enchufe, mientras que la clavija superior está a medio camino en el enchufe y a medio camino en la carcasa. La posición de los pines superiores evita que el enchufe gire, los pines unen el enchufe a la carcasa.
Al insertar una llave, la serie de muescas en la llave empuja los pares de clavijas hacia arriba a diferentes niveles. La llave incorrecta empujará los pines de modo que la mayoría de los pines superiores estén todavía en parte en el enchufe y en parte en la carcasa. La llave correcta empujará cada par de pasadores hacia arriba lo suficiente para que el punto donde los dos pasadores se juntan se alinee perfectamente con el espacio donde el cilindro y la carcasa se juntan - este punto se llama la línea de corte.
La combinación correcta de pines se alinea perfectamente con las muescas de la llave.
Algunas cerraduras están diseñadas para funcionar con dos llaves diferentes. La llave de cambio abrirá sólo esa cerradura específica, mientras que la llave maestra abrirá esa cerradura y varias otras en un grupo. En estos cierres, algunos de los pares de pines están separados por un tercer pivote. Esta tercera clavija se llama oblea maestra o espaciador.
Cuando se combinan tres pasadores en un eje, hay dos maneras de posicionar los pasadores para que abran la cerradura. La tecla de cambio puede elevar los pines de modo que la línea de corte esté justo por encima de la parte superior de la oblea maestra, mientras que la tecla maestra puede elevar los pines de modo que la línea de corte esté en la parte inferior de la oblea maestra. En ambos casos, hay un espacio en la línea de corte y la llave puede girar.
En este diseño de bloqueo, el pasador más bajo tiene la misma longitud en cada bloqueo del grupo, pero la oblea maestra varía en longitud. De este modo, la persona con la llave maestra puede acceder a cualquier cerradura del grupo, mientras que una persona con una llave de cambio sólo puede abrir su propia cerradura.
