O ciclismo é regido por diversas regras. Geralmente enquadra-se em quatro categorias: provas em estradas, provas em pistas, provas de montanha (Mountain Bike) e BMX e é praticado com diversos tipos e modelos de bicicletas.
- Velocidade: é a prova mais tradicional do esporte. São realizadas no velódromo onde dois ciclistas se enfrentam, o percurso de três voltas tem 1.000 metros, mas somente os 200 últimos metros são cronometrados.
- Perseguição: os competidores largam em posições opostas no velódromo. É declarado o vencedor quem primeiro ultrapassar o rival ou quem completar o circuito, de 4 km para homens e 3 km para mulheres, no menor tempo. Também possui a versão em equipe.
- Contra o relógio: cada ciclista larga sozinho na pista, em intervalos de 90 segundos, para percorrer 1.000 metros ou 500 metros, respectivamente homens e mulheres, no menor tempo possível.
- Corrida por pontos: prova mais longa do esporte, com percurso de 40 km para homens e 25 km para mulheres. A cada sprint de dez voltas, os quatros mais rápidos ganham pontos. No último sprint a pontuação é dobrada. Ganha quem somar o maior número de pontos.
- Keirin: originária no Japão, a prova é realizada em oito voltas. Durante as cinco primeiras voltas os atletas seguem uma bicicleta motorizada até uma velocidade de 45 km/h, depois ela abandona a pista e os atletas ficam livres para disputar a medalha nas últimas voltas. Essa modalidade é praticada somente por homens.
- Madison: prova disputada em equipe e também só dispuatda por homens. Consiste em um revezamento de dois ciclistas, em que um corre o mais rápido possível na parte de baixo do velódromo enquanto o outro descansa na parte superior.Para ocorrer a troca é necessário o toque no selim do outro. A cada vinte voltas a dupla pontua. Vence quem completar o maior número de voltas.
- Mountain bike: modalidade realizada no terreno cross-country, com obstáculos naturais, subidas, descidas e trilhas de lama. O vencedor é aquele que primeiro cruzar a linha final. Para homens, o circuito varia entre 40 e 50 km. Para as mulheres, entre 30 e 40 km.
- Bicicross: estréia na Olimpíada de Pequim, com provas masculinas e femininas em pistas com obstáculos e saltos, que variam de 300 m a 400m.