起源于歐洲。1790年法國的西夫拉克伯爵（Comte de Sivrac）將兩個輪子裝在木馬上，人騎在上面用腳蹬地前行，稱木馬輪。1816年德國的馮德賴斯男爵（Baron Karl von Drais）發(fā)明有車把可控制方向的木輪車，1818年獲英國專利。1839年蘇格蘭鐵匠麥克米蘭（Kirkpatrick MacMillan）制成由曲柄連桿結(jié)構(gòu)驅(qū)動后輪的鐵制自行車。1861年法國的米肖父子發(fā)明前輪大、后輪小，前輪上裝有曲柄和能轉(zhuǎn)動的踏板的自行車，并于1867年在巴黎博覽會上展出。1874年英國的勞森（H.J.Lawson）在自行車上采用了鏈條傳動結(jié)構(gòu)。1886年英國的斯塔利（J.Starley）使用了滾珠軸承和車閘，并將前后輪改為大小相同。1888年英國的鄧洛普（John Boyd Dunlop）成功使用了充氣橡膠輪胎，自行車至此基本完善。1868年5月31日法國的圣克勞德公園舉行了自行車比賽，這是有記載的最早的自行車比賽。1893年舉行首屆世界業(yè)余自行車錦標賽。1895年舉行首屆世界職業(yè)自行車錦標賽。奧運會自行車比賽分場地賽、公路賽和越野賽3大類。
　　場地賽
　　在賽車場進行。賽車場為橢圓盆形，跑道用硬木、水泥或瀝青筑造，跑道周長分400米、250米和333.33米，其中333.33米為國際標準場地。跑道寬5～9米，彎道坡度25～45度。所用自行車應(yīng)為死飛輪，不得安裝變速裝置和車閘。奧運會比賽項目有追逐賽、計時賽、計分賽、爭先賽。
　　追逐賽　分個人和團體項目。①個人追逐賽　出發(fā)時，兩名運動員分別位于跑道正中的起、終點線上，槍響同時出發(fā)，互相追逐。在規(guī)定的距離內(nèi)，如后面的運動員追上前面的運動員或與之并排，被追上或并排者淘汰，未被迫上，則以到達終點的時間決定勝負。獲勝者參加下一輪比賽。②團體追逐賽 每隊4名運動員參加。比賽時，運動員之間保持1米左右的距離，呈梯形隊站立，槍響同時出發(fā)。如一隊的第三名運動員追上另一隊的第三名運動員或與之并排，被迫上或并列的隊淘汰。如未追上，則以各隊第三名運動員到達終點的成績判定名次。每隊必須有3名運動員到達終點方可計算成績?，F(xiàn)奧運會比賽項目有男子4000米個人追逐賽（1964年列入）、4000米團體追逐賽（1920年列入），女子3000米個人追逐賽（1992年列入）。
　　計時賽 1889年由彼德萊設(shè)計。以運動員到達終點的時間排列名次。比賽時運動員在同一起點單個原地出發(fā)，抽簽決定出發(fā)順序。出發(fā)犯規(guī)延后5人重新出發(fā)，再次犯規(guī)取消比賽資格。以每名運動員到達終點的成績判定名次，優(yōu)者列前。如成績相等，則名次并列。奧運會僅設(shè)男子1000米計時賽，1928年被列為比賽項目。
    計分賽 又稱積分賽。比賽前先抽簽排列順序，指定一名領(lǐng)騎者。比賽時由領(lǐng)騎者領(lǐng)騎一圈，到達起點線時，發(fā)令員鳴槍，比賽正式開始。每5圈錄取前四名計分，第一名得5分，第二名得3分，第三名得2分，第四名得1分。半程和終點計分加倍。以運動員比賽中的總得分排列名次。奧運會僅設(shè)男、女50公里個人計分賽，分別于1984年和1996年被列為比賽項目。
　　爭先賽 又稱速度賽。一般排定2～4名運動員同時原地出發(fā)，計最后200米的時間，首先通過終點者為勝。男、女1000米爭先賽分別于1920年和1992年被列為奧運會比賽項目。
　　2004年第28屆奧運會設(shè)男子個人爭先賽、1000米個人計時賽，4000米團體追逐賽、4000米個人追逐賽、奧林匹克競速賽、個人計分賽、麥迪遜賽、凱林賽，女子爭先賽、3000米個人追逐賽、個人計分賽、500米個人計時賽等18個項目。共有188名運動員參加比賽，其中男子154人、女子34人。
　　公路賽
　　在有各種地形變化的公路上舉行。奧運會設(shè)有公路個人賽和公路團體賽。①公路個人賽 選擇環(huán)行或往返路線，路面要有起伏和斜坡，起、終點應(yīng)盡可能設(shè)在同一地點。賽程男子170～200公里，女子60～84公里。比賽時所有運動員位于起點線集體出發(fā)，以運動員到達終點的順序排列名次。男、女個人賽分別于1896年和1984年被列為奧運會比賽項目。②公路團體賽 選擇比較平坦的路面，途中應(yīng)設(shè)轉(zhuǎn)折點，起、終點應(yīng)在同一地點。每隊4人，在起點線成橫排出發(fā)。隊與隊之間的出發(fā)間隔為2～3分鐘。每隊必須有3名運動員到達終點，并以第三名運動員到達終點的成績判定名次。如成績相等，則以該隊第一名到達終點的成績判定名次。奧運會僅設(shè)男子團體賽，　1912年被列為比賽項目。
　　2004年第28屆奧運會設(shè)男子個人計時賽、個人賽，女子個人爭先賽、個人計時賽4個項目，共212名運動員參加比賽，其中男子155名、女子57名。
　　越野賽
　　始于法國。20世紀50年代，一些自行車運動員厭倦了在現(xiàn)代化公路上枯燥的訓(xùn)練和比賽，他們到丘陵地帶尋找新的環(huán)境、新的挑戰(zhàn)，于是一種全新的運動方式產(chǎn)生了。自行車越野應(yīng)騎山地車，據(jù)傳，美國加利福尼亞大學(xué)學(xué)生斯科特（James Finley Scott）是第一位將普通自行車改裝成山地車式樣的人。以后越野運動逐漸在歐洲流行，并形成賽事。1990年國際自行車聯(lián)盟承認了這項運動，1991年首次舉行世界杯賽。越野賽應(yīng)選擇崎嶇不平、有天然障礙的路面，必要時設(shè)置人工障礙。賽程男子40～50公里，女子30～40公里。比賽時各隊從左至右排成一路縱隊集體出發(fā)，以到達終點的時間判定名次。男、女個人越野賽均于1996年被列為奧運會比賽項目。
　　2004年第28屆奧運會設(shè)男、女個人兩個項目，共80名運動員參加比賽，其中男子50名，女子30名。
    2004年雅典奧運會自行車比賽分為公路賽、場地賽和山地賽三種。公路賽中有公路大組賽和個人計時賽，其中公路大組賽圍繞雅典古城舉行，而個人計時賽在the Vouliagmeni Olympic Centre舉行，時間均是8月14日—18日。
    場地賽從8月20日-25日在雅典奧林匹克體育中心的the Olympic Velodrome進行，而山地賽在專門為本次比賽修建的Parnitha山地自行車場地舉辦，時間是8月27日—28日。