Se tiende a pensar que los neumáticos de invierno están específicamente diseñados para circular en condiciones extremas con nieve. Sin embargo, realmente son compuestos para circular con frío. Su rendimiento es mejor que el de los neumáticos de verano en cualquier superficie con temperaturas inferiores a los 7ºC. Además, están preparados para proporcionar mejor tracción, agarre, frenado, maniobrabilidad y resistencia al aquaplaning.
Todos estos compuestos están marcados con la denominación M+S (Mud and Snow, es decir, barro y nieve) y además tienen un pictograma de una montaña de tres picos con un copo de nieve en su interior, lo cual significa que están testados en condiciones especiales de mucha nieve.
La principal característica que define a los neumáticos de invierno es su capacidad para resistir a las bajas temperaturas. Normalmente, ante estas condiciones, el caucho tiende a endurecerse, perdiendo así sus propiedades de agarre.
Sometidos a temperaturas muy bajas y uso intenso, llegan a agrietarse e incluso a perder parte de su banda de rodadura. Sin embargo, en los neumáticos de invierno, la mezcla de goma que utilizan hace que el caucho sea mucho más flexible, permitiendo que resistan sin roturas y manteniendo propiedades de agarre a las bajas temperaturas.
Además del compuesto, lo que hace que estos neumáticos funcionen correctamente en nieve o hielo es el gran número de ranuras o microsurcos que tienen en la banda de rodadura (algunos llegan a tener hasta 2.500 microsurcos). En ciertos casos se utiliza en su construcción una tecnología que estimula a esos microsurcos a que se vayan abriendo para deshacer la nieve y lograr un mejor agarre.
Los neumáticos marcados para invierno resisten mejor las deformaciones gracias a las coronas y bloques de hombro, esto se traduce en una mejora de las fuerzas de frenado y un mejor agarre, reduciendo así la distancia de frenado. Un neumático de invierno consigue reducir la distancia de frenado en cinco metros en superficie mojada en velocidades de 90 a 20 km/h y hasta 11 metros en superficie con nieve a 30 km/h en comparación con neumáticos de verano.
En estos neumáticos, los surcos y las ranuras son hidrodinámicos, es decir son más profundos y están especialmente diseñados para favorecer la evacuación de agua. Esto permite mejorar la tracción en el agua o incluso con la nieve derretida.
