Las bicicletas de pista están diseñadas para su uso en un tipo de pista para bicicletas conocida como velódromo; este velódromo está hecho de piso de madera y la pista en sí está inclinada hacia arriba. La estructura general se asemeja a un tazón grande y, a medida que los ciclistas aumenten la velocidad, viajarán a lo largo de la pendiente ascendente de la pista. Las bicicletas de pista son bicicletas de ruedas fijas, lo que significa que un ciclista no puede deslizarse. Los pedales se moverán mientras se mueva la rueda trasera, y las bicicletas generalmente no cuentan con frenos. Un tipo de bicicleta más moderno que sigue el modelo de la bicicleta de pista es la «fixie».
Una «fixie», o bicicleta de piñón fijo, funciona de manera similar a las bicicletas de pista, pero los mensajeros en bicicleta y los viajeros la utilizan principalmente en las carreteras. La popularidad de estas bicicletas se ha disparado debido a la estética simple y ordenada de estas bicicletas y al desafío de montarlas. A veces, una bicicleta diseñada para desplazamientos diarios tendrá solo un freno delantero, aunque algunas no tienen ningún freno y el ciclista deberá dominar la técnica conocida como parada de derrape. La única forma de detener la bicicleta es deteniendo los pedales, lo que hace que la rueda trasera patine.
Las bicicletas de pista diseñadas para carreras suelen ser excepcionalmente livianas y simples, y están diseñadas para un rendimiento aerodinámico. Los cuadros de carbono son populares por su rigidez y peso ligero; la bicicleta no cuenta con ningún sistema de frenado, y el ciclista está asegurado a los pedales mediante el uso de pedales y zapatos automáticos. Los zapatos cuentan con una cala que encaja en los pedales. Cuando el ciclista necesite soltarse de los pedales, simplemente pateará con el talón hacia afuera de la bicicleta.
Los ciclistas que viajan en bicicleta por la ciudad suelen utilizar pedales automáticos o pinzas para los dedos de los pies. Las pinzas para los dedos son jaulas en las que el ciclista puede deslizar los pies. Están ceñidos alrededor del pie con una correa ajustable y ofrecen al ciclista más control sobre el golpe del pedal, así como más potencia al pedalear. Estas bicicletas de pista a menudo se fabrican con piezas reacondicionadas, y las bicicletas antiguas a menudo se reducen al mínimo de piezas. La estética de estas bicicletas generalmente no es tan elegante y aerodinámica como las bicicletas de pista que se usan para las carreras, aunque muchos propietarios de fixies prefieren el aspecto vintage usado. Los marcos de acero se utilizan con mayor frecuencia para las reparaciones, y los manillares suelen ser muy estrechos para sortear espacios reducidos entre automóviles en el tráfico.