オリンピックの自転車競技（オリンピックのじてんしゃきょうぎ）は、1896年アテネオリンピックから実施されている。

陸上、競泳、体操、フェンシングの4競技とともに、第1回から途切れることなく実施されている。

概要

ロードレース
ロードレースは、1900年、1904年、1908年の3大会は実施されなかったが、それ以外の大会では全て行われている。男子個人ロードレースは第1回の1896年より、実施されなかった3大会以外全てで行われているが、1992年まではアマチュア選手に出場が限定されていた。

その他、（男子）個人ロードレースにおいて成績上位3〜4名のタイム順で優劣を決する（男子）団体ロードレースが1912年から1956年まで、4人の選手が先頭を交代しながら所定の距離を走破する（男子）団体タイムトライアルレースが1960年から1992年まで行われた後、プロ選手の出場が解禁となった1996年からは、個人タイムトライアルが行われるようになった。

女子は、1984年より個人ロードレースが行われ、1996年からは個人タイムトライアルも加わった。

トラックレース
トラックレースは1912年以外の大会で全て実施されており、中でも男子スプリント（1984年まではスクラッチの名称で行われた）は1904年、1912年以外は全ての大会で行われている。ロードレース同様、1996年からプロ選手の出場が解禁されたため、同年より、競輪選手の参加も可能になった。また女子は1988年より実施されている。

一方、実施種目の入れ替わりが激しいことにも特徴がある。以下、推移の概略をまとめる。

 第1回の1896年は、12時間レース（12時間でどれだけの距離を走破できるかを競うもの）という耐久系種目が行われたが、完走者がわずか2人しかおらず、同年限りで廃止された。
 1904年では、スプリントやタイムトライアルといった従来型の種目は姿を消し、全種目着順を争う種目へと改められたが、距離が異なるだけで、特定の選手が上位に入るという結果になったため、同年実施された全種目が当回限りで廃止された。
 転機となったのは1908年。スクラッチ決勝(4人による対戦)で、競技制限時間切れのため不成立という事態となってしまった。また、660ヤード、5km、20km、100kmの各レースは着順を争う種目だったが、それぞれの種目で競技制限時間が設けられたため、上位着順に絡めないと悟った選手が途中で無理をしない競走に終始するといった、大味な展開のレースが続出したことから、スクラッチ、同年より採用された団体追い抜き、並びに1906年の非公式大会より実施されていたタンデムスクラッチ（1972年まで）を除く4種目は同年限りで廃止された。
 こうした背景により、ロードレースが復活した1912年に、実施そのものが見送られてしまった。
 この反省を受け、1920年より、長距離系種目は50kmレースだけに絞り込まれ、スクラッチ、団体追い抜き、タンデムスクラッチを含めた4種目で実施されることになったが、50kmレースは不完走者が続出したことから1924年限りで廃止され、以後、オリンピックでの長距離系種目復活は、1984年の男子ポイントレースまで待たねばならなかった。
 1928年、50kmに代わり、1896年だけ333mの距離で実施されたタイムトライアルを、1000mの距離に延長して新種目として採用（2004年まで）。
 その後、女子を含めた新種目の追加等を重ねながら推移してきたが、2008年、新種目としてBMXが採用される代わりに、男子1kmタイムトライアル、女子500mタイムトライアルがそれぞれ除外されることになった。
 2012年の大会では、IOCから提示された、男女同数種目の原則をUCIが了承することにより、下記に示す通り、中長距離系個人（ないしペア）種目がほとんど姿を消すという、大幅な種目変更が行われることになった。よって、世界選手権で行われている種目の約半数しか実施されないという、新たな問題を抱えることになってしまった。

マウンテンバイク
マウンテンバイクレースは、プロ選手の参加が可能となった1996年より実施されているが、行われている種目は男女クロスカントリーのみである。世界選手権自転車競技大会では7種目（内、男女別6種目）が実施されていることを考えると極めて少ない。

BMX
BMXは、2008年北京オリンピックよりレーシングが男女で実施されている。上述の通り、マウンテンバイクの実施種目が限られるため、マウンテンバイクのダウンヒル、フォークロスの選手が参加するケースも見られる。

また、2020年東京オリンピックよりフリースタイルが男女2種目で実施されている。

実施種目

トラックレース

男子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 個人スプリント 28 チームスプリント 7 団体追い抜き 26 ケイリン 7 オムニアム 4 マディソン 5 現在は実施されていない種目 1/4マイル 1 1/3マイル 1 1/2マイル 1 1マイル 1 2マイル 1 5マイル 1 25マイル 1 660ヤード 1 5km 1 10km 1 20km 1 25km 1 50km 2 100km 2 12時間 1 タンデム 13 1kmタイムトライアル 18 1/3kmタイムトライアル 1 ポイントレース 8 個人追い抜き 12 種目数 5 3 7 7 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 4 4 5 5 5 5 8 8 7 5 5 6 6 

女子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 個人スプリント 10 チームスプリント 4 団体追い抜き 4 ケイリン 4 オムニアム 4 マディソン 2 現在は実施されていない種目 500mタイムトライアル 2 ポイントレース 4 個人追い抜き 5 種目数 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 4 3 5 5 6 6 

ロードレース

男子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 個人ロードレース 27 個人タイムトライアル 8 現在は実施されていない種目 団体ロードレース 9 団体タイムトライアル 9 種目数 1 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 

女子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 個人ロードレース 11 個人タイムトライアル 8 種目数 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 

マウンテンバイク

男子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 クロスカントリー 8 種目数 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 

女子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 クロスカントリー 8 種目数 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 

BMX

男子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 レーシング 5 フリースタイル 2 種目数 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 

女子
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 24 合計 現行種目 レーシング 5 フリースタイル 2 種目数 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 

参加国
 種目 / 年 96 00 04 08 12 20 24 28 32 36 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 00 04 08 12 16 20 合計 1 参加国数 6 7 1 11 16 14 24 27 13 30 33 36 30 48 40 52 54 49 34 54 62 76 68 55 61 66 74 80 72 

 各国メダル獲得数 

 1 41 26 26 93 2 38 35 27 100 3 35 16 12 63 4 23 22 16 61 5 17 22 21 60 6 15 19 20 54 7 15 16 16 47 8 11 4 9 24 9 8 11 10 29 10 7 9 11 27 11 6 11 8 25 12 6 6 4 16 13 5 5 9 19 14 5 5 6 16 15 4 5 8 17 16 4 5 5 14 17 2 5 9 16 18 2 3 3 8 19 2 2 4 8 20 2 2 2 6 21 2 0 2 4 2 0 2 4 23 2 0 1 3 24 1 5 4 10 25 1 4 3 8 26 1 4 2 7 27 1 3 0 4 28 1 1 0 2 1 1 0 2 30 1 0 1 2 31 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 34 0 7 4 11 35 0 2 3 5 36 0 2 2 4 37 0 1 1 2 0 1 1 2 0 1 1 2 40 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 43 0 0 2 2 0 0 2 2 45 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 Total 264 264 260 788