Velomobiili on ihmisvetoinen ajoneuvo, jonka rakenne perustuu makaavaan polkupyörään. Toisin kuin polkupyörät, velomobiilit ovat suljettuina, mikä lisää aerodynaamista tehokkuutta, suojaa ajajaa säältä ja suojaa ajajaa törmäyksissä. Useat yritykset, pääasiassa Euroopassa, valmistavat velomobileja, ja on myös mahdollista rakentaa sellaisia henkilöille, joilla on mekaanisia ja valmistustaitoja. Lukuisat harrastajaklubit ja -järjestöt järjestävät säännöllisesti kokouksia ja matkoja jäsenilleen, ja jotkut näistä ryhmistä tarjoavat osto- ja rakennusneuvoja velomobiileistä kiinnostuneille.
Tyypillisesti velomobiililla on pohjana makaava kolmipyörä, joka on peitetty ratsastajan kehon ympäröivään kuoreen. Jotkut velomobiilit ovat auki yläosassa, jolloin ratsastajan pää voi työntyä ulos, kun taas toiset ovat täysin suljettuja. Polkupyörä on integroitu koteloon, joten ajoneuvon osat eivät ole erillisiä, ja ajoneuvossa on myös vaihteisto kuten autossa tai polkupyörässä. Monilla velomobileilla on myös tilaa lastille, ja jotkut voidaan kytkeä perävaunuihin.
Velomobiilirakenteella on joitain haittoja. Nämä ajoneuvot ovat raskaampia ja raskaampia kuin polkupyörät, niiltä puuttuu pyörän ketteryys ja niitä on vaikeampi turvata kaupunkialueilla. Velomobiilit voivat olla vaarallisia myös avoimella tiellä, koska ne eivät näe autoja, jotka ovat korkealla tien yläpuolella, ja vie aikaa oppiakseen ajamaan tehokkaasti ja turvallisesti velomobiililla.
Varhaisimmat velomobiilit ovat peräisin 20 -luvun vaihteelta. Joissakin varhaisissa malleissa oli myös moottoreita, ja joissakin nykyaikaisissa velomobileissa on sähköiset avustusvaihtoehdot, jotka voivat olla hyödyllisiä pitkillä matkoilla ja kun ratsastaja väsyy. Velomobiilin sähköapua voitaisiin verrata joidenkin polkupyörien kanssa käytettyihin sähköavusteisiin; se ei voi korvata ratsastajan polkemista, mutta se voi helpottaa polkemista.
Monet velomobiilit on suunniteltu yhdelle ratsastajalle, vaikka tandem -versioita on saatavilla. Pienten lasten vanhemmat voivat löytää tai rakentaa velomobileja autonistuimilla, jotta lapset voivat ajaa mukana. Ihmiset, jotka harkitsevat velomobiilin ostamista, saattavat haluta nähdä, voivatko he lainata sellaisen nähdäkseen, miten he pitävät siitä, ja heidän pitäisi testata ajoneuvoa yhteisössä olevilla pyöräteillä ja poluilla nähdäkseen, miten ajoneuvo käsittelee. Kolmipyöräinen rakenne tarjoaa enemmän vakautta, mutta se voi myös vaikeuttaa navigointia epätasaisilla ja kuoppaisilla pyöräteillä.