바퀴가 달려있으며, 사람이 탑승하여 주로 발을 이용해 페달을 돌림으로써 전진하는 탈것. 자전차라고도 불린다.
다양한 형태와 구동 방식이 있으나 가장 일반적인 것은 두 개의 바퀴가 앞뒤에 달려있고 발로 돌리는 페달과 뒷바퀴가 체인으로 연결된 형태이다. 일반적으로 자전거라 하면 이 이륜 자전거를 의미한다. 바퀴 수가 두 개가 아닐 경우, 외발 자전거 ( unicycle ) , 세발 자전거 ( tricycle ) 등 다른 이름이 붙으며. 페달을 팔로 돌리는 경우 완력 자전거라 부른다.
기계공학적으로는 복합기계 ( compound machine ) 에 해당하며 지렛대, 도르래, 차륜, 차축 등의 단순 기계 ( simple machine ) 들로 구성되어 있다. 자전거 자체는 복합 지렛대에 해당하며, 인간의 다리 힘을 회전운동으로 전환하고 기어를 통해 이를 증폭한 후 차륜을 돌려 효율적이고 빠른 주행을 가능하게 한다.
자전거의 효율은 매우 높기 때문에 다른 인력 스포츠들과 차원이 크게 다르다. 예를 들어 장거리 달리기의 최고봉인 마라톤은 두 시간 내외로 42㎞ 정도를 달리지만, 자전거 경주의 최고봉인 그랑 투르 종류는 대개 3주 내내 달려 2000~3500km 거리를 주파하는 경주이다. 만약 마라톤 선수에게 3주간 3000㎞를 달리라고 하면 아무도 살아남지 못할 것이다. 자전거를 달리는 힘은 오로지 인간의 육체에서만 나옴에도 이처럼 그냥 두 다리로 달리는 것과는 비교가 되지 않는 성과를 올릴 수 있는 것은 자전거라는 기계의 효율 덕분이다. 일명 바퀴의 위엄.
이렇듯 인간의 힘을 이용해 움직이는 탈것 중에선 가장 훌륭하고 위대한 발명품으로, 에너지 효율이 가장 높으며 인류 10대 발명품에도 들어가 있다. 기어에 따라 다르지만, 공기저항을 완전히 배제할 시, 100%에서 못해도 60%까지 뽑아내는 효율을 자랑한다. 반면 자동차는 그 절반을 조금 넘는 35~39% 정도.
