自行车运动起源于欧洲。1790年法国的西夫拉克伯爵（Comte de Sivrac）将两个轮子装在木马上，人骑在上面用脚蹬地前行，称木马轮。1816年德国的冯德赖斯男爵（Baron Karl von Drais）发明有车把可控制方向的木轮车，1818年获英国专利。1839年苏格兰铁匠麦克米兰（Kirkpatrick MacMillan）制成由曲柄连杆结构驱动后轮的铁制自行车。1861年法国的米肖父子发明前轮大、后轮小，前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车，并于1867年在巴黎博览会上展出。1874年英国的劳森（H.J.Lawson）在自行车上采用了链条传动结构。1886年英国的斯塔利（J.Starley）使用了滚珠轴承和车闸，并将前后轮改为大小相同。1888年英国的邓洛普（John Boyd Dunlop）成功使用了充气橡胶轮胎，自行车至此基本完善。1868年5月31日法国的圣克劳德公园举行了自行车比赛，这是有记载的最早的自行车比赛。1893年举行首届世界业余自行车锦标赛。1895年举行首届世界职业自行车锦标赛。
自行车运动分为以下几种项目:
Road Bike (公路自行车)分为：公路赛和场地赛两个项目。
Mountain Bike (山地车)分为：(Cross Country)越野赛, (DownHill)速降赛，(Dual Slalom)双人弯道赛
BMX (20寸小轮车)分为：(BMX)街道花式小轮车,泥地竞速,和攀爬车其中自行车攀爬也分小轮车攀爬和普通车攀爬(它们都可以进行类似攀岩的精彩表演)
场地赛
在赛车场进行。赛车场为椭圆盆形，跑道用硬木、水泥或沥青筑造，跑道周长分400米、250米和333.33米，其中333.33米为国际标准场地。跑道宽5～9米，弯道坡度25～45度。所用自行车应为死飞轮，不得安装变速装置和车闸。奥运会比赛项目有追逐赛、计时赛、计分赛、争先赛。
追逐赛
分个人和团体项目。①个人追逐赛出发时，两名运动员分别位于跑道正中的起、终点线上，枪响同时出发，互相追逐。在规定的距离内，如后面的运动员追上前面的运动员或与之并排，被追上或并排者淘汰，未被迫上，则以到达终点的时间决定胜负。获胜者参加下一轮比赛。②团体追逐赛每队4名运动员参加。比赛时，运动员之间保持1米左右的距离，呈梯形队站立，枪响同时出发。如一队的第三名运动员追上另一队的第三名运动员或与之并排，被迫上或并列的队淘汰。如未追上，则以各队第三名运动员到达终点的成绩判定名次。每队必须有3名运动员到达终点方可计算成绩。现奥运会比赛项目有男子4000米个人追逐赛（1964年列入）、4000米团体追逐赛（1920年列入），女子3000米个人追逐赛（1992年列入）。
计时赛1889年由彼德莱设计。以运动员到达终点的时间排列名次。比赛时运动员在同一起点单个原地出发，抽签决定出发顺序。出发犯规延后5人重新出发，再次犯规取消比赛资格。以每名运动员到达终点的成绩判定名次，优者列前。如成绩相等，则名次并列。奥运会仅设男子1000米计时赛，1928年被列为比赛项目。
计分赛又称积分赛。比赛前先抽签排列顺序，指定一名领骑者。比赛时由领骑者领骑一圈，到达起点线时，发令员鸣枪，比赛正式开始。每5圈录取前四名计分，第一名得5分，第二名得3分，第三名得2分，第四名得1分。半程和终点计分加倍。以运动员比赛中的总得分排列名次。奥运会仅设男、女50公里个人计分赛，分别于1984年和1996年被列为比赛项目。
争先赛
又称速度赛。一般排定2～4名运动员同时原地出发，计最后200米的时间，首先通过终点者为胜。男、女1000米争先赛分别于1920年和1992年被列为奥运会比赛项目。
2004年第28届奥运会设男子个人争先赛、1000米个人计时赛，4000米团体追逐赛、4000米个人追逐赛、奥林匹克竞速赛、个人计分赛、麦迪逊赛、凯林赛，女子争先赛、3000米个人追逐赛、个人计分赛、500米个人计时赛等18个项目。共有188名运动员参加比赛，其中男子154人、女子34人。
公路赛
在有各种地形变化的公路上举行。奥运会设有公路个人赛和公路团体赛。①公路个人赛选择环行或往返路线，路面要有起伏和斜坡，起、终点应尽可能设在同一地点。赛程男子170～200公里，女子60～84公里。比赛时所有运动员位于起点线集体出发，以运动员到达终点的顺序排列名次。男、女个人赛分别于1896年和1984年被列为奥运会比赛项目。②公路团体赛选择比较平坦的路面，途中应设转折点，起、终点应在同一地点。每队4人，在起点线成横排出发。队与队之间的出发间隔为2～3分钟。每队必须有3名运动员到达终点，并以第三名运动员到达终点的成绩判定名次。如成绩相等，则以该队第一名到达终点的成绩判定名次。奥运会仅设男子团体赛，1912年被列为比赛项目。
2004年第28届奥运会设男子个人计时赛、个人赛，女子个人争先赛、个人计时赛4个项目，共212名运动员参加比赛，其中男子155名、女子57名。
越野赛
始于法国。20世纪50年代，一些自行车运动员厌倦了在现代化公路上枯燥的训练和比赛，他们到丘陵地带寻找新的环境、新的挑战，于是一种全新的运动方式产生了。自行车越野应骑山地车，据传，美国加利福尼亚大学学生斯科特（James Finley Scott）是第一位将普通自行车改装成山地车式样的人。以后越野运动逐渐在欧洲流行，并形成赛事。1990年国际自行车联盟承认了这项运动，1991年首次举行世界杯赛。越野赛应选择崎岖不平、有天然障碍的路面，必要时设置人工障碍。赛程男子40～50公里，女子30～40公里。比赛时各队从左至右排成一路纵队集体出发，以到达终点的时间判定名次。男、女个人越野赛均于1996年被列为奥运会比赛项目。
2004年第28届奥运会设男、女个人两个项目，共80名运动员参加比赛，其中男子50名，女子30名。
2004年雅典奥运会自行车比赛分为公路赛、场地赛和山地赛三种。公路赛中有公路大组赛和个人计时赛，其中公路大组赛将围绕雅典古城举行，而个人计时赛将在the Vouliagmeni Olympic Centre举行，时间均是8月14日—18日。
场地赛将从8月20日-25日在雅典奥林匹克体育中心的the Olympic Velodrome进行，而山地赛将在专门为本次比赛修建的Parnitha山地自行车场地举办，时间是8月27日—28日。
BMX小轮车
小轮车(BMX)运动起源于20世纪60年代的加利福尼亚,在很短的时间里它便以其独特的魅力征服了全美国。那些对越野摩托车可望而不可及的青少年而言，这项运动可以使他们体会到在自建的越野跑道上驾车飞驰的美妙感觉。虽然使用的是自行车，但不妨碍他们充分体会那瞬间的撞击所带来的刺激与兴奋。对于青少年来说，BMX的花销相对低廉而且也不用去离家太远的练习场。70年代初，美国建立了最早的BMX组织，这也被认为是BMX成为正式运动项目的标志。在其后的十年间，小轮车运动又传入了其他一些国家。1981年4月国际BMX联盟正式成立，1982年举行了第一届世界BMX锦标赛。到这时BMX这一独特的运动项目便在全球范围内迅速发展起来。由于这项运动与自行车运动有较多的相似，1993年BMX正式成为自行车运动大家庭的一员,继美国之后在欧洲，澳洲的一些国家BMX也有蓬勃的发展。但美国仍是这个项目的超级强国。小轮车在最近几年传入我国，在几个大城市也拥有了一定数量的爱好者。
