Yksi mielenkiintoisimmista polkupyörätyypeistä on tandem -polkupyörä, joka tunnetaan yleisemmin kahdelle polkupyöränä. Tandem -polkupyörässä on kaksi istuinta – yksi istuin toisensa takana – kaksi poljinkampia ja kaksi ohjaustankoa vakauden ja hallinnan varmistamiseksi. Ainoastaan ohjaustangon etuosa liikkuu, koska edessä istuva henkilö on vastuussa ohjauksesta, kun taas takana oleva henkilö on vastuussa polkemisen lisäämisestä ja tasapainosta. Vaikka tandempolkupyörä on ollut olemassa jo useita vuosia, se on kehittynyt viime vuosikymmeninä niin, että se mahtuu paitsi satunnaiseen pariskuntaan, joka kiertelee ympäri kaupunkia, mutta myös kilpa -ajajia ja vakavampia pyöräilyn harrastajia.
Tandem -polkupyörällä on paljon pidempi akseliväli kuin tavallisella polkupyörällä, joten sen hallitseminen voi olla vaikeampaa. Lisäksi koska polkupyörällä on kaksi henkilöä yhden sijasta, ylimääräinen paino voi aiheuttaa polkupyörän siirtymisen eri suuntiin voimakkaammin. Siksi tandem -polkupyörällä ajaessa molempien ratsastajien on tärkeää kommunikoida keskenään ja työskennellä yhdessä tasapainon ylläpitämiseksi. Tandem -polkupyörä edellyttää, että molemmat ratsastajat työskentelevät yhdessä tasapainon lisäksi myös voiman saavuttamiseksi: koska pyörässä on kaksi kampiakselia, molempien kuljettajien on poljettava yhdessä.
Tandem -polkupyöriä on useita erilaisia. Yleisin on risteilijä-tyylinen tandem, joka on täydellinen kävelylle ympäri kaupunkia. Viime vuosina tandem -maantiepyörä on tullut paikalle, jäljittelemällä maantiepyörän muotoilua ja tarkoitusta, jossa on kevyet renkaat ja aerodynaaminen geometria. Tämän ansiosta ratsastajat voivat joko kilpailla tandempolkupyörällä tai käyttää sitä harjoitustarkoituksiin.
Uusin lisä tandem -polkupyöräperheeseen on tandem -maastopyörä. Tämä tandem jäljittelee tyypillisen maastopyörän tyyliä ja geometriaa, mutta sallii kaksi ratsastajaa. Tandem -maastopyörällä – kuten kaikilla tandemeilla – on paljon pidempi akseliväli ja vahvistettu runko. Yleensä tandemit ovat yleensä erittäin raskaita ylimääräisen runkomateriaalin, osien ja lisävarusteiden vuoksi, ja siksi ne ovat hieman tehottomia kilpailutarkoituksiin. Mutta yleiselle harrastajalle, joka etsii erilaista lähestymistapaa hauskaan toimintaan, tandem voi olla kannattava sijoitus.