Las bicicletas de montaña, también conocidas como bicicletas todo terreno o MTB, son bicicletas especialmente diseñadas para circular por senderos naturales, que pueden incluir desde caminos sin pavimentar hasta pistas rocosas. La principal diferencia entre las bicicletas de montaña y de carretera estándar está en los neumáticos. Como regla general, las bicicletas de montaña tienen neumáticos gruesos y suspensión en las ruedas delanteras y ofrecen una absorción de impactos avanzada. Algunos tienen suspensión trasera, también conocida como «cola blanda», que permite al ciclista mover la rueda sobre pivotes.
Básicamente, hay ocho categorías de bicicletas de montaña, según el terreno en el que se utilizan. Las bicicletas de campo traviesa son el modelo básico del que se originaron la mayoría de las demás. Son livianos, tienen poca o ninguna suspensión y son los mejores para terrenos cuesta arriba o planos. Las bicicletas de montaña de trial son similares, excepto que se utilizan principalmente en competiciones de pistas sucias, más que para la conducción diaria. Las bicicletas de descenso y salto de tierra están diseñadas para terrenos específicos. Suelen ser bicicletas muy fuertes con una suspensión excelente, de rodadura rápida y extremadamente duraderas.
Los modelos más nuevos en llegar al mercado incluyen bicicletas de montaña, freeride y de una sola velocidad. Estas bicicletas están diseñadas para un propósito específico y requieren una habilidad y aptitud física superiores. Las bicicletas de montaña, por ejemplo, tienden a ser más pesadas que otros modelos y son utilizadas por ciclistas que desean combinar la conducción cuesta arriba y cuesta abajo con tecnología de suspensión avanzada.
La mayoría de las bicicletas de montaña tienen ruedas de 26 pulgadas (66 cm), aunque las de 29 pulgadas (73.66 cm) ahora se están volviendo populares. Algunos ciclistas, especialmente los experimentados, equipan sus propias bicicletas, agregan horquillas de suspensión, cambian las vainas y se quitan los asientos, que a menudo no son necesarios, ya que los ciclistas pasan la mayor parte del tiempo de pie sobre los pedales. Las bicicletas varían en precio desde unos pocos cientos de dólares para un modelo básico hasta algunos miles para una versión profesional para ser utilizada en competiciones. Las bicicletas de producción masiva están ampliamente disponibles y, por lo general, son suficientes para el ciclista ocasional de fin de semana.