Les vélos de piste sont conçus pour être utilisés sur un type de piste cyclable appelé vélodrome ; ce vélodrome est fait de parquet et la piste elle-même est en pente ascendante. La structure globale ressemble à un grand bol, et au fur et à mesure que les cyclistes prennent de la vitesse, ils rouleront le long de la pente ascendante de la piste. Les vélos de piste sont des vélos à roues fixes, ce qui signifie qu’un cycliste ne peut pas rouler. Les pédales bougent tant que la roue arrière bouge, et les vélos ne sont généralement pas équipés de freins. Un type de vélo plus tendance inspiré du vélo de piste est le fixie.
Un fixie, ou vélo à pignon fixe, fonctionne de la même manière que les vélos de piste, mais est principalement utilisé sur les routes par les messagers à vélo et les navetteurs. La popularité de ces vélos a explosé en raison de l’esthétique simple et soignée de ces vélos et du défi de les conduire. Parfois, un vélo conçu pour les trajets quotidiens ne comportera qu’un frein avant, bien que certains ne comportent aucun frein et que le cycliste devra maîtriser la technique connue sous le nom de dérapage. La seule façon d’arrêter le vélo est d’arrêter les pédales, ce qui fait déraper la roue arrière.
Les vélos de piste conçus pour la course sont généralement exceptionnellement légers et simples, et ils sont conçus pour des performances aérodynamiques. Les cadres en carbone sont appréciés pour leur rigidité et leur légèreté ; le vélo ne comporte aucun système de freinage et le cycliste est fixé aux pédales à l’aide de pédales automatiques et de chaussures. Les chaussures sont dotées d’un taquet qui s’enclenche dans les pédales. Lorsque le cycliste a besoin de relâcher les pédales, il donne simplement un coup de pied du talon vers l’extérieur du vélo.
Les cyclistes qui roulent en fixie en ville utiliseront généralement des pédales automatiques ou des cale-pieds. Les cale-pieds sont des cages dans lesquelles le cycliste peut glisser ses pieds. Ils sont serrés autour du pied avec une sangle réglable et ils offrent au cycliste plus de contrôle sur le coup de pédale, ainsi que plus de puissance lors du pédalage. Ces vélos de piste sont souvent fabriqués avec des pièces remises à neuf, et les vélos vintage sont souvent réduits au strict minimum. L’esthétique de ces vélos n’est généralement pas aussi élégante et rationalisée que les vélos de piste utilisés pour la course, bien que de nombreux propriétaires de fixie préfèrent le look vintage d’occasion. Les cadres en acier sont le plus souvent utilisés pour les fixies, et les guidons sont souvent très étroits pour négocier des espaces restreints entre les voitures dans la circulation.