Pyöräilypyörät vaihtelevat merkittävästi koon, rakenteen ja materiaalien mukaan sen mukaan, mihin tarkoitukseen niitä käytetään. Jotkut pyöräilypyörät on suunniteltu erityisesti maastopyöräilyyn, kun taas toiset on suunniteltu maantiepyöräilyyn, vapaa -ajan pyöräilyyn, talvipyöräilyyn tai muuhun pyöräilyyn, jolle erityinen pyörän muotoilu voi olla tarpeen. Kolme yleisintä teollisuuskokoa ovat 26 tuuman pyörät, 29 tuuman pyörät ja 700c pyörät; 700c-pyörät ovat tiekohtaisia pyöräpyöriä, kun taas 26- ja 29-tuumaiset pyörät löytyvät yleisesti maastopyöristä ja vapaa-ajanpyöristä.
Maantiepyörän pyörät ovat korkeampia kuin maastopyörän pyörät ja ovat myös paljon kevyempiä ja ohuempia. Näin edistetään aerodynamiikkaa ja vähennetään pyörimispainoa, joka muuten voi hidastaa pyöräilijän vauhtia. Joissakin maantiepyörissä on terät, jotka on litistetty ja sijoitettu niin, että ilma voi tunkeutua niiden yli ilman vastusta, aivan kuten lentokoneen siipi. Näiden pinnojen nauhoituskuvio tai asento, jossa pinnat yhdistyvät vanteeseen, vaihtelee tietyn pyöräkerran mukaan, vaikkakin kolmen ristin kuvio on yleisin; tämä tarkoittaa sitä, että yksi puola ylittää kolmen muun puolan yli tai alle ennen kuin se yhdistetään vanteeseen.
Joissakin maantiepyörissä ei ole pinnoja lainkaan. Nämä pyörät tunnetaan levypyörinä ja ne on usein valmistettu hiilikuidusta. Pyörä on kiinteä, mutta silti kevyt, ja se on suunniteltu siten vähentämään mahdollisimman paljon aerodynaamista vastusta. Tällaiset pyörät ovat erittäin kalliita ja niitä käytetään yleensä vain tietyntyyppisissä kilpapyörissä, kuten aika -ajo -pyörissä. Tällaisten polkupyörien etupyörässä on joskus kolmipuolainen kuvio, jossa kolme suurta hiilipinnasta yhdistävät navan vanteeseen useiden pienempien, ohuempien pinnojen sijaan. Tämän tyyppisissä vanteissa on usein putkirenkaat, jotka on suunniteltu toimimaan sekä renkaana että putkena. Tällaiset renkaat on liimattava vanteelle.
Maastopyörän pyörät ovat leveämpiä, raskaampia ja tukevampia kuin maantiepyörät, koska ne kestävät todennäköisesti iskuja törmäyksen jälkeen poluilla. Joissakin maastopyörissä, kuten alamäkikohtaisissa maastopyörissä, on erittäin leveät ja raskaat vanteet kestämään raskaampia iskuja, joita tällainen pyörä kestää. Kilpa -maastopyörissä on usein kevyet pyörät, joissa on joskus terät, ja jotkut vanteet on suunniteltu käyttämään putkittomia renkaita; vanteen sisäpuolella ei siis ole aukkoja, joten ilma ei pääse ulos, kun siihen asennetaan putkittomat renkaat.