Vaelluspolkupyörät on rakennettu kestämään sekä pyöräilijän että hänen elintärkeiden asioidensa, kuten ruoan, veden, makuupussin, teltan ja niin edelleen, painon. Tällaiset vaelluspolkupyörät voidaan rakentaa useista materiaaleista, mukaan lukien alumiini, teräs, titaani ja jopa hiilikuitu. Myös pyörien koot vaihtelevat ratsastajan koon ja vaellustyypin mukaan. Jotkut vaelluspolkupyörät on tehty erityisesti päällystetyillä teillä ajamiseen, kun taas toiset on suunniteltu yksinomaan maastoajoon; Jotkut mallit yrittävät ottaa huomioon sekä tie- että maastoajoa.
Lähes kaikissa vaelluspolkupyörissä on majoituslaukkuja telineille, jotka ovat metallitelineitä, jotka kiinnitetään polkupyörän runkoon. Näihin telineisiin voidaan kiinnittää laukut tärkeimpien tavaroiden säilyttämiseksi. Tällaiset telineet voidaan kiinnittää sekä polkupyörän etu- että takaosaan, mikä optimoi polkupyörän käsiteltävien vaihteiden määrän. Tällaisen painon kestämiseksi vaelluspolkupyörien kehykset on yleensä valmistettu paksummista metallimittareista, jotka kestävät lisäpainon. Metalleja, kuten alumiinia, voidaan käyttää paksummissa kehyksissä lisäämättä liikaa painoa, vaikka ajolaatu saattaa kärsiä.
Maastokäyttöön tarkoitetuissa vaelluspolkupyörissä on pyörät, jotka on mitattu kansainvälisen 26-tuumaisen standardin mukaan; Joissakin uudemmissa malleissa on 29 tuuman pyörät. Maantieajoon tarkoitetuissa polkupyörissä on yleensä alan standardin mukaiset 700c-pyörät, jotka ovat suurempia, mutta usein kapeampia kuin maastoajoneuvon pyörät ja renkaat. Nämä kapeammat pyörät tarjoavat vähemmän vierintävastusta kuin maastopyörän pyörät, vaikka ne ovat yleensä hieman leveämpiä ja vahvempia kuin maantiepyörät. Maastopyörän pyörät ovat pienempiä ja leveämpiä ja mahdollistavat leveämpien renkaiden, joissa on enemmän kulutuspintaa, kiinnittämisen niihin pitoa varten maastossa.
Useimmissa vaelluspolkupyörissä ei ole jousitushaarukoita tai takajousitusta, koska pyörään asennetun vaihteen lisäpaino tekee jousituksesta paljon vähemmän hyötyä. Joissakin malleissa on kohtalainen jousitus, kuten jousitetut istuintangot, jotka voivat tehdä matkasta mukavampaa etenkin karkeassa maastossa.
Yksi vaihtoehto polkupyörävaellukselle, joka ei liitä laukkuja tai muita varusteita itse polkupyörään, sisältää raskaan perävaunun, joka kiinnitetään pyörän taka -akseliin. Vaihteita, ruokaa ja vettä voidaan säilyttää perävaunussa, joka vedetään polkupyörän takana, eikä itse polkupyörässä. Tämä menetelmä on hyvä valinta kaikille, jotka ovat huolissaan tavasta, jolla pyörä käsittelee liikaa ylimääräistä painoa; perävaunu pitää pyörän painon ja parantaa siten pyörän käsittelykykyä.