Les épreuves de cyclisme sur piste se déroulent sur des vélodromes et prennent des formes plus diversifiées : il existe des épreuves individuelles et des épreuves par équipes, des épreuves de sprint, de demi-fond et de fond. Les plus connues sont la vitesse, la poursuite et le kilomètre. Les principales compétitions sont les Jeux olympiques et les Championnats du monde de cyclisme sur piste. Le cyclocross est une spécialité hivernale, qui se court en circuit. La course dure une heure environ, sur un revêtement souvent mixte (asphalte et terre). Le BMX est essentiellement caractérisé par sa très petite taille et ses roues de 20", ce qui lui confère une maniabilité sans égale et a permis la création de plusieurs disciplines : race, dirt, flat, rampe, street.

Le vélo tout terrain, également appelée VTT, est la plus récente du cyclisme sportif. Le vélo tout terrain (ou Mountain Bike) a été inventé aux États-Unis en 1970. Il a été importé en France quelques années plus tard. Ce terme désigne également le vélo avec lequel cette discipline est pratiquée : compte tenu de sa polyvalence, ce type de vélo est, avec le VTC, le plus vendu en France actuellement⁶.

Les épreuves cyclosportives (ou cyclosport) sont à mi-chemin entre le cyclotourisme des randonneurs et la compétition cycliste, mais il s'agit d'épreuves de masse proposées à tous les cyclistes : les organisateurs proposent des dossards, un classement et un chronométrage comme dans les marathons de course à pied. En France, plus de 150 sont dénombré, la plus célèbre et la plus ancienne étant "La Marmotte", créée en 1982 dans les Alpes, qui attire plus de 8 000 participants.