Велосипедная трансмиссия передаёт усилие от ног человека к колесу. Трансмиссия бывает нескольких видов, но в подавляющем большинстве случаев используется цепная передача.
Велосипедная цепь предназначена для передачи крутящего момента с ведущей звездочки велосипеда на ведомую. При этом степень эффективности цепи может составлять до 98 %. Цепь может также быть частью переключателя скоростей.
Велосипедные цепи различаются шириной и расстоянием между осями («пинами»), скрепляющими звенья цепи. Ширину цепи определяет количество ведомых звездочек на кассете.
Переключатель скоростей — часть трансмиссии, предназначенная для изменения частоты вращения и крутящего момента. Иногда переключатели называют суппортами. Переключение передач управляется ручкой переключения.
В простейшем случае велосипед имеет фиксированную передачу, однако при вращении педалей максимальную мощность человек развивает в достаточно узком диапазоне частот вращения (80-100 полных оборотов в минуту). Переключение скоростей изменяет передаточное отношение и позволяет получать оптимальные частоты вращения педалей (каденс) на разных скоростях движения велосипеда, поэтому многие велосипеды оборудованы такими механизмами переключения. Это позволяет повышать тяговое усилие при движении в гору или по бездорожью без перегрузок для велосипедиста, или, наоборот, развивать максимальную скорость на благоприятствующих этому участках пути.