Una llave maestra acciona un conjunto de varias cerraduras. Normalmente, la llave en sí no tiene nada de especial, sino las cerraduras en las que encaja. Estas cerraduras con llave maestra están configuradas para funcionar con dos, o más, llaves diferentes: una específica para cada cerradura (la llave de cambio), que no puede accionar ninguna de las otras del conjunto, y la llave maestra, que acciona todas las cerraduras del conjunto. Las cerraduras que tienen llaves maestras tienen un segundo juego del mecanismo utilizado para operarlas que es idéntico a todos los demás del juego de cerraduras. Por ejemplo, las cerraduras de bombillo con llave maestra suelen tener dos puntos de corte en cada posición del bombillo, uno para la llave de cambio y otro para la llave maestra. Un sistema mucho más seguro (y más caro) tiene dos cilindros en cada cerradura, uno para la llave de cambio y otro para la llave maestra.
Los sistemas de cerraduras con llave maestra suelen reducir la seguridad general. El hecho de que algunas cámaras de pines tengan dos puntos de corte permite más opciones a la hora de forzar y también permite que funcionen más llaves. Por ejemplo, un cilindro estándar de 6 pitones, que fue diseñado para ser operado por una sola llave, puede ser operado por hasta 26 = 64 llaves si hay dos puntos de corte en cada cámara.
Las organizaciones más grandes, con sistemas más complejos, pueden tener varios niveles de llaves maestras, donde la llave de nivel superior funciona en todas las cerraduras del sistema. Para visualizar esto, se puede pensar en un gráfico jerárquico, o en un árbol.
Existe un ataque práctico para crear una llave maestra que funcione para todo un sistema dado sólo el acceso a una sola cerradura con llave maestra, su llave de cambio asociada, un suministro de llaves en bruto apropiadas y la capacidad de cortar llaves nuevas.
Los cerrajeros también pueden determinar los cortes para una llave maestra de reemplazo, cuando se les da varios ejemplos de llaves diferentes de un sistema dado.