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Le programme Olympique comprend des épreuves sur route, sur piste et de VTT.
La première course cycliste olympique fut organisée sur la piste de marathon des Jeux de 1896. Les cyclistes effectuaient deux tours de 87 km.
Le cyclisme féminin fut son entrée olympique en 1984.
Depuis 1996, les coureurs professionnels sont admis dans les épreuves cyclistes des Jeux Olympiques.

Le programme olympique comprend quatre épreuves :
la course individuelle (en départ groupé : 239 pour les hommes ; 120 km pour les femmes)
les courses contre-la-montre (les cyclistes partent à 90 secondes d'intervalle chacun et parcourent 46,8 km pour les hommes et 31,2 km pour les femmes)

Les cyclistes tournent autour d’une piste ovale dont les virages sont inclinés à 42 degrés.
Le programme olympique comprend des épreuves individuelles et par équipe, de vitesse et d'endurance, de poursuite, de contre la montre et de course aux points. Quatre épreuves sont courues par les hommes et les femmes (contre la montre, vitesse individuelle, poursuite individuelle et course aux points). Les épreuves masculines sont : la poursuite par équipe sur 4 000 m, l'américaine, le keirin et la vitesse olympique.

l'Américaine : une épreuve à départ groupé opposant deux équipes de deux cyclistes. Comme la course aux points, l'Américaine consiste à attribuer des points aux vainqueurs des sprints intermédiaires et du sprint final. Les deux cyclistes d'une équipe se relaient sur la piste après un certain nombre de tours, chacun propulsant l'autre au cuissard ou à la volée au moment de quitter la piste.
le keirin est épreuve très spectaculaire à cause des vitesses atteintes. Les cyclistes, qui s'affrontent sur 2 000 m, suivent sur 1 400 m une motocyclette (derny) qui donne le rythme et augmente la vitesse grâce au phénomène d'aspiration. Lorsque le derny quitte la piste, les athlètes s'élancent dans un sprint frénétique jusqu'à la ligne d'arrivée. Le keirin est inventé au Japon, un circuit professionnel existe là-bas depuis plus de 20 ans. Le pari mutuel sur le keirin y est autorisé. La vitesse peut dépasser les 60 km/h.
la vitesse olympique est une épreuve opposant deux équipes de trois cyclistes Les équipes s'élancent depuis des côtés opposés de la piste. Le but est de rattraper l'autre équipe ou d'être la première équipe à boucler trois tours en tête. Chacun des trois athlètes emmène successivement ses deux partenaires sur un tour. Le temps du dernier cycliste à l'issue du troisième tour devient le temps de l'équipe.

Le VTT est une transformation d’une bicyclette permettant de dévaler des collines, inventée par un étudiant dans les années 1950. Devenu populaire au début des années 1970 en Californie, le VTT se pratique sur des chemins en terre. Les premières compétitions furent organisées par le Velo Club Mount Tamalpais à San Francisco. Les pionniers du club ont inventé le ‘Repack Downhill’, une descente près du Golden Gate Bridge, qui avait lieu régulièrement entre 1976 et 1979. Les coureurs doivent franchir de nombreux obstacles naturels en descente ou en montée.

Les disciplines en VTT sont la descente et le cross-country. Reconnu par l'Union Cycliste Internationale en 1990, l'épreuve de cross country (distances : 40/50 km pour les hommes et 30/40 km pour les femmes) fit son entrée Olympique en 1996.