De wielersport is de verzamelnaam voor alle sporten die beoefend worden met een fiets. Dit betreft zowel de verschillende vormen van fietsen over de weg als de indoor fietssport. De wielersport wordt georganiseerd door de UCI (Union Cycliste Internationale), welke de regels vaststelt en overzicht houdt op verschillende kampioenschappen en andere wedstrijden. De drie belangrijkste meerdaagse wedstrijden welke jaarlijks binnen de wielersport worden georganiseerd zijn de Ronde van Frankrijk (Tour de France), de Ronde van Italië en de Ronde van Spanje. Naast deze wedstrijden zijn er honderden andere wedstrijden die binnen de wielersport worden georganiseerd.

De allereerste wielrenwedstrijd werd gehouden op 31 mei in het jaar 1868 in het Park van Saint-Cloud in Parijs. De afstand die werd afgelegd betrof 1200 meter. De eerste wedstrijd die door meerdere gebieden werd gehouden startte eveneens in Parijs, maar eindigde in Rouen. Deze wedstrijd betrof 123 kilometer. Beiden werden gewonnen door de Britse James Moore. Hij legde de Parijs-Rouen afstand af binnen 10 uur en 40 minuten af. De eerste wedstrijd reed hij op rubberen banden.

De wielersport bestaat al sinds de negentiende eeuw, sinds de uitvinding van de fiets. In 2009 werd vastgesteld dat er wereldwijd meer dan een miljard fietsen worden gebruikt, in verschillende vormen en maten. De meeste hiervan worden gebruikt als vervoermiddel, maar een groot deel hiervan is ook bedoeld voor de wielersport. Binnen deze sport zijn verschillende disciplines te vinden, zowel indoor als outdoor. Deze disciplines maken gebruik van verschillende soorten fietsen.

Denk bijvoorbeeld aan baanwielrennen, wegwielrennen, mountain biking en BMX. Deze vier sporten worden beoefend op de Olympische Zomerspelen. De baanfiets heeft banden welke geschikt zijn voor het binnen fietsen, de fiets gebruikt voor wegwielrennen heeft dunne banden die geschikt zijn voor vlakke wegdekken, mountainbikes hebben lichte frames maar dikke banden die over allerlei soorten wegen kunnen rijden en BMX fietsen (wat staat voor Bicycle Motocross, de X staat voor cross), de stuntfietsen, hebben een klein maar stevig frame, dikke banden en extra voetsteunen aan de wielen die gebruikt worden tijdens de stunts. Deze sport is pas sinds 2008 aanwezig op de Olympische Spelen en werd uitgevonden in Amerika als extreme fietssport in de jaren 60.

Naast deze disciplines heb je nog het veldrijden, cyclobal (balsport op de fiets), kunstfietsen, trial, tandemfietsen en eenwieleren. Deze disciplines worden wel in competitieverband bedreven, maar worden op de Olympische Zomerspelen niet beoefend. De eenwieler sport is door zijn artistieke aard en zijn fundamenteel andere fiets geen onderdeel van de UCI en wordt door deze organisatie dan ook niet georganiseerd of gereguleerd.