Cykelsport är ett samlingsnamn för en rad olika grenar där cykeln är transportmedlet eller verktyget. Ända sedan mitten av 1800-talet har man tävlat i vem som kan cykla längst eller snabbast, och denna tävlingsinstinkt har utvecklats till den varierade cykelsport som finns idag, och som är en olympisk sport.
En av de första grenarna man tänker på när man hör ”cykelsport” är sannolikt landsvägscykling. Grenen utövas med specialkonstruerade racercyklar, och sker på landsvägar, ibland även på innerstadsgator eller motorvägar, och går ut på att komma först i ett lopp.
En annan populär cykelgren är mountainbike, som utövas med en terrängcykel, gjord för att köras i terräng snarare än på vägar. Inom mountainbikegrenen finns i sin tur en rad undergrenar, som downhill (då man åker nerför, till exempel i bergssluttningar), Cross Country (som är ett cykellopp fast i mycket kuperad terräng) och cykeltrial (där loppet körs på en bana med olika hinder, och man ska ta sig genom den med så få fotnedsättningar som möjligt).
BMX är en gren som till utformningen liknar motorcross, eftersom också cykelsportsgrenen utförs på en bana med hopp och kurvor. Grenen utövas med en så kallad BMX-cykel som är särskilt anpassad efter de krav som sporten ställer.
Cykelcross utövas på en bana med varierande terräng, som stig, sand, väg, park och äng. Det gäller för cyklisterna att komma först i ett lopp runt banan, som oftast är flera varv långt och där varvtiden är mellan fem och tio minuter. Cykeln som används i grenen är i princip en racercykel med kraftigare hjul som är utformade för att klara variationerna i terrängen.
Dessa grenar utövas alla inom Sverige. Internationellt sett finns även ett antal mindre kända grenar inom cykelsporten. Två av dem är cykelboll och konstcykling, som båda kategoriseras som inomhuscykling. Den förstnämnda grenen kan jämföras till utseendet med handboll, då den spelas på en liknande plan med liknande mål, och till utövandet med fotboll, fast man spelar med cykelhjulen istället för med fötterna. Den sistnämnda grenen, konstcykling, kan närmast jämföras med hästkonster på cirkus, då cirkusartisterna utför akrobatiska trick på hästens rygg. I fallet med konstcykling är det dock en cykel istället för häst.
Det finns en uppsjö mer eller mindre obskyra grenar inom cykelsport som inte har omnämnts här, och för den som är intresserad rekommenderas vidare läsning i ämnet varmt.