Un essieu est un composant essentiel d'un vélo, composé de quatre parties principales : les rayons, la jante, le pneu et le moyeu. Il supporte le poids du vélo, transmet la puissance de conduite et s'adapte à diverses conditions routières. Les rayons réduisent la traînée aérodynamique grâce à des conceptions à lames ou aboutées. Les premières jantes utilisaient couramment des trous à rayons 32–36, tandis que les conceptions modernes réduisent progressivement le nombre de trous pour obtenir un poids inférieur et des performances aérodynamiques améliorées. Les pneus comprennent des chambres à air avec valves Presta ou Schrader, ainsi que des pneus extérieurs haut de gamme renforcés de couches résistantes aux crevaisons en Kevlar.L’évolution des systèmes d’essieux montés s’est concentrée sur l’optimisation des composants. Les moyeux sont passés d'une conception à coupelles et cônes à des structures porteuses de cartouches pour améliorer la douceur de rotation. Les rayons utilisent désormais des matériaux légers et des profils transversaux réduisant la traînée. Les jantes sont optimisées pour différentes conditions de conduite en réduisant le nombre de trous de rayons et en affinant les formes de section transversale. Les pneus continuent d’évoluer grâce aux progrès des matériaux et des technologies de protection contre les crevaisons. Les jantes peuvent être classées en jantes à section profonde (aéro), qui offrent une forte résistance aux impacts longitudinaux, et en jantes à section carrée, qui offrent une meilleure résistance aux impacts latéraux. La section transversale des jantes profondes exploite les principes aérodynamiques pour réduire la résistance de l'air. Lors de l'assemblage, une attention particulière est accordée à la solidité de la jante, aux angles de laçage des rayons et à la tension équilibrée des rayons, garantissant ainsi la stabilité de conduite et un transfert de puissance efficace.

Le moyeu du vélo est le composant central d'une roue de vélo, situé au centre de la roue et relié à la jante par des rayons pour former une structure intégrée. Sa coque est généralement constituée d'un alliage d'acier ou d'un alliage d'aluminium, et un système de roulement interne est utilisé pour réduire le frottement de rotation. Le moyeu arrière intègre un corps de moyeu libre pour le montage de la cassette et permettant la transmission de puissance à cliquet. Les moyeux modernes adoptent une conception modulaire et incluent des interfaces standardisées —telles que des supports à six boulons et des anneaux de verrouillage centraux— pour accueillir les systèmes de freinage à disque.Sur la base des principes de transmission, les moyeux peuvent être classés en moyeux à une seule vitesse, moyeux dérailleurs et moyeux à engrenages internes. Parmi eux, les moyeux de dérailleur ajustent la vitesse de rotation en modifiant l'engagement des vitesses. Les technologies brevetées indiquent que les ensembles de moyeux utilisent une structure d'engagement de cannelure interne pour transmettre la force motrice, avec des paramètres d'angle de surface contrôlés dans une plage de 0 °–60° pour obtenir une efficacité de transmission optimale. Lors de la maintenance, des outils spécialisés sont nécessaires pour le retrait du moyeu libre et le remplacement des roulements.