自行车主要由车体部分、传动部分、行动部分和安全装置组成，根据需要可增加一些附件。自行车附件有衣架、支架、气筒、保险叉、挡泥板等。
车体部分主要由车架、前叉、车把、鞍座和前叉合件等组成。前后轮中心距上、前叉倾斜角和前叉伸距是自行车的主要参数。
传动部分由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条和飞轮组成。骑车人的双脚踩动脚蹬，带动曲柄作回转运动，由链轮经链条传到后轴的飞轮而带动车轮旋转。
行动部分由前后轴部件、辐条轮辋和轮胎组成。车轮的重量和轮胎的花纹、规格、质量等都影响骑行的轻快性和舒适性。轮辋和轮胎的重量一般尽量减轻，以使骑行轻快。轻质轮辋用铝合金制造，轮辋通过辐条与前后轴连接。
自行车还有一定的安全性，其安全装置主要包括指制动器，即车闸，其次还有照明设备和鸣号装置等。车闸是保证骑行者人身安全的重要装置，车闸的种类繁多，基本上分为轮缘闸和轴闸两类。
现在自行车正朝着轻、新、牢、廉的方向发展，将进一步趋向设计新颖、造型美观、色彩鲜艳和协调。