人類使用車輪的曆史大約有5000年之久了，但是在1690年以前，沒有任何人把兩個輪子連接起來乘坐。一個叫德·西弗拉克的法國人，曾做過一輛被稱之為“塞萊裏弗勒”的兩輪車，使用方法是：兩腿分開坐在車上，兩腳蹬地使之滾動向前。
1839年，麥克米倫發明了一種機械自行車。自行車的後輪通過連接到踏板上的曲柄驅動。有了自行車，人們獲得了比步行快得多的速度。
1861年，一個叫布魯內爾的法國人，把他的自行車帶到馬車匠米肖那兒去修理，米肖的兒子歐內斯特看到那輛車後，提出：如果在前輪裝上一個曲柄，並能夠踏著轉動的話，一定能使這種腳踏車得到改進。
還有一種叫“維洛西皮德”的腳踏車，踏板轉一圈，輪子就轉一周，這種車前輪很大，被人們稱為“高白行車”。它跑得快，就是不穩當。如果想刹車，特別是下坡時刹車，騎車的人就可能被甩到把手前麵，騎一天的車就得摔幾次。但是人們並沒有被嚇住。1884年，勇敢的馬斯·史蒂文斯騎著、推著、有時甚至是扛著一輛叫“平凡者”的高自行車穿越了美國。
把自行車的前輪變小，從而使騎車更安全的嚐試不斷進行著，但限於當時的工藝水平，這些嚐試都失敗了。
1885年，英國人斯塔利發明了鏈條傳動的自行車。這種自行車用鏈條把踏板的運動傳達給輪，並把前後輪的大小一致起來。為了加快行走速度，他還把腳踏板上的齒輪設計得大於後輪，、以便後輪的轉速大於腳踏的速度。這種自行車的一個主要優點，是把車座、踏板、把手以及前後輪的旋轉軸這五個點，互相之間都構成三角形結構，這種結構完全符合結構力學原理。經過斯塔利的改進，自行車變得安全可靠，而且效率大大提高了。於是，自行車在歐洲很快地普及開來。
1888年，蘇格蘭人鄧洛普又發明了內充空氣的車胎。在此之前，自行車用的都是木輪或實心膠輪，這種輪子很重。鄧洛普一心想加以改進，但又苦於想不出好辦法。有一天，他在公園用橡膠水管澆花時受到啟發，發明了帶充氣內胎的車輪，從而使自行車的性能得到飛躍性地提高，開創了一個自行車大普及的時代。