在1896年第一届奥运会上，自行车就被列入正式比赛项目。在奥运会发展的初期阶段，只有场地、公路两个分项的比赛。而且在小项的比赛距离和成绩统计上变化较大。在20世纪20—40年代，场地、公路自行车比赛设项都相对趋于规范，20世纪50年代之后，国际自行车联盟对奥运会自行车赛比赛项目设置、竞赛方法进一步规范化。同时，在奥运会上增设了赛事质量高、受观众喜爱的、比较成熟的竞赛项目，如：山地越野赛、小轮车项目。从奥运会设项表中可以看到，当代奥运会自行车比赛既有传统项目，也有现代新兴项目，并且比赛项目和竞赛方法更加规范化和标准化。
 一、山地自行车

    山地车，英文名叫“mountain bike”，缩写为MTB。起源于美国，是美国青年为了寻求刺激，在摩托车比赛的越野场地上驾驶自行车进行花样比赛而派生发展起来的车型。最早骑山地自行车进行越野的是一位美国加利福尼亚大学的学生斯科特（James Finley Scott），他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美流行，并形成赛事。1990年国际自行车联盟承认这项运动，1991年首次举行世界杯赛。
    首次山地车赛是七十年代在美国的圣佛朗斯科市举行的，直到1996年，它才成为奥运会的正式比赛项目。在山地赛中，选手们必须具备良好的耐久力、平衡能力和承受能力，才能在崎岖不平、前途难以预料的赛程中超出对手。
    自行车场地赛和公路赛路面平坦，而奥运会的山地车赛（越野赛）却不同于这两种比赛，因为奥运会山地车赛采用“扁平”轮胎，空气动力的考虑成分较少。整个赛程当中，各种冲撞时有发生，因而选手们要有在赛程当中随时修车的能力。

    场地自行车比赛称为“圆形场地赛”，自行车运动员全身装备齐整以后，看起来都跟《星球大战》似的，显得很先进。场地自行车赛需在表面为木质的、周长为250米的圆型场地上进行。而场地赛中采用的自行车只配有一个齿轮，无闸。但是这些显得先进的技术和器材却是经过多年的改进才获得的，目的只有一个，就是让人把自行车骑得越来越快
    1984年洛杉矶奥运会上，出现的新技术和器材特别多，其中包括首次出现了没有辐条的碳素轮胎。1992年巴塞罗那奥运会上，英国选手鲍德曼就是凭借赛车技术上的提高为英国获得了自1920年以来的第一枚金牌。鲍德曼的自行车为全碳素材料，总重量还不到9公斤，并且很多部件都用上了空气动力技术。
    场地自行车在2000年悉尼奥运会上再次展开了技术大战，并且在项目上也有所增加，女子增加了场地500米个人计时赛，男子增加了奥林匹克争先赛、麦迪逊赛、凯林赛。

    公路自行车的骑行速度要比普通自行车快很多，普通的爱好者稍加训练以后，一般都可以达到每小时骑行35千米平路的水平，而一个优秀的公路自行车运动员在路况良好的平地路段上长距离骑行时的平均时速可以保持在40至50千米每小时。
    目前最富盛名的公路自行车赛事是每年一度的环法国公路自行车赛，始于1903年，迄今已有一百多年的历史。比赛一般在每年的七月举行，参加比赛的选手在23天的时间里，完成21个赛段。总骑行距离长达三千多千米，途中还要翻越高耸的比利牛斯山脉和阿尔卑斯山脉，比赛的难度可想而知。但是整个比赛路线沿途风景如画，选手不时穿越一个个美丽的乡间小镇，而这一切正是环法自行车赛的魅力所在。

    20世纪50年代，美国加利福尼亚又兴起了一种新的自行车运动——小轮车赛，在很短的时间里它便以其独特的魅力征服了全
    小轮车特性材质的车身，更结实、更轻巧，抗震、耐摔。它的比例与人体的比例刚好，更能满足花样玩法时对轻与巧的要求。另外它的车胎粗而耐磨，刹车性能更高（突停、缓停、耐用），其独特的车把旋转设计，可以360度旋转。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。
    1993年小轮车正式成为自行车运动大家庭的一员。2003年国际奥委会正式批准小轮车为2008年北京奥运会比赛
    由此可见，在自行车的发展中，自行车由简单的代步工具和运输工具，逐渐演化成为人们在工作劳动之余的消遣娱乐的工具，并逐步形成了具有挑战性、观赏性、规范性的体育活动，成为了人们喜闻乐见的体育项目。