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Ein Rennrad wiegt zwischen 6 und 11 kg. Laut UCI-Reglement ist  aber beim Wettbewerbs-Rennrad ein Mindestgewicht von 6,8 kg zu beachten. Das leichteste je in einem UCI-Rennen eingesetzte Rennrad war die Zeitfahrmaschine von Eddy Merckx, mit dem er 1972 den Stundenweltrekord aufgestellt hat. Es ist ein  Bahn-Rennrad mit gemufftem Stahlrahmen von Ugo de Rosa und wiegt 5.750 kg. Allerdings gibt es auch schon eine Designstudie, in der ein Rennrad unter 3 kg realisiert wurde.

Mit der Reglementänderung für das Rennrad aus dem Jahr 2000 (Definition des Begriffes Rennrad) hat die UCI ein Rennrad wie das von Merckx verwendete für Stundenweltrekordversuche als Standard festgelegt (DH Bügellenker, Sattelspitze Hinter Tretlager usw.) und alle Rennrad-Rekorde der 28 vorgehenden Jahre annulliert.

Die UCI argumentiert damit, dass bei einem Wettrüsten zum technisch optimierten Rennrad schlechter ausgerüstete Sportler oder Radsportverbände auf der Strecke bleiben würden.

Das heute übliche Rennrad hat sehr schmale Felgen und Reifen, einen Rennlenker, den sogenannten Bügellenker, der verschiedenste Griffpositionen erlaubt und schmaler ist, als sonst. übliche Lenkerstangen (im UCI-Reglement sind max. 50 cm zulässig, es werden jedoch selten breitere als 44 cm verwendet). Der Lenkerbügel am Rennrad wird in der Regel so bemessen,, dass seine Breite der Schulterbreite - abzüglich 2-4 cm - des Fahrers entspricht. Aus aerodynamischen Gründen werden beim Triathlon und Zeitfahren am Rennrad Lenkeraufsätze verwendet, bei denen der Fahrer mit den Unterarmen aufliegt und mit den Händen nach vorne greift. Schaltungs-und Bremsgriffe sind, soweit vorhanden, seit Jahren als integrierte Einheiten üblich. Aus Gewichtsgründen verwenden einige Rennrad-Fahrer bei Bergzeitfahren Rahmenschalthebel für den seltener benutzten Umwerfer bei ihrem Rennrad.

Es finden ausschließlich mechanische Felgenbremsen beim Rennrad Verwendung. Hydraulik-Scheibenbremsen bieten bei Straßenrennen keine Vorteile. Die Ende der 80er Jahre in Mode gekommenen Delta-Mittelzugbremsen von Campagnolo boten zwar noch eine bessere Bremsleistung für das Rennrad als die heute verwendeten Seitenzugbremsen, waren jedoch schwer uns kompliziert zu warten und verlangten höhere Betätigungskräfte. Beim Rennrad sind ausschließlich Kettenschaltungen üblich, beim Profi-Rennrad mit 2 x 10 Gängen, ein Freizeiträdern auch mit drei Kettenblättern vorn und 8 bis 10 Zahnkränzen hinten.

Ein Rennrad hat keinen Gepäckträger (Auch keine darfür vorgesehenen Aufnahmen an Rahmen und Gabel) und keine Schutzbleche. Beleuchtung und Dynamo besitzt es grundsätzlich nicht - wenn überhaupt nur beim Trainings-Rennrad. Obligatorisch am Rennrad sind allerdings 1-2 Halter für Trinkflaschen an Unterrohr und Sitzrohr.

Der Radstand beim Rennrad beträgt im Allgemeinen 940 bis 1070 mm bei Rahmenhöhen von 51 bis 64 cm, für Frauen existieren veränderte Rahmengeometrien mit den speziellen weiblichen Körperbau abgestimmten Winkeln und Längen. Grundsätzlich wird angestrebt, eine den Körpermaßen des Radsportlers angepasste Rahmengeometrie zu wählen; dies geht im Extremfall bis zur Maßanfertigung eines individuellen Rahmens. Spezielle radsportliche Disziplinen bedingen danei wieder abgewandelte Rahmengeometrien. So besitzen z. B. Kriteriums-, Bahn-und Steherrahmen einen kürzeren Radstand und 2,5 - 5 mm kürzere Kurbeln sowie ein etwas höher liegendes Tretlager.

Der Sattel beim Rennrad wird waagerecht eingestellt und ist höher (i. d. R. 4 bis 15 cm) als der Lenker. Die Sattelspitze befindet sich etwa 2 cm bis 10 cm - abhängig von Fahrergröße und-typ - hinter der Senkrechten durch die Tretlagerachse. Zur Ermittlung der optimalen Sitzhöhe, d. h. den entlang dem Sitzrohr gemessenen Abstand zwischen Satteloberkante und Tretlagermitte, gibt es unterschiedliche Verfahren:

• Es existieren Tabellen und Formeln, die die Sitzhöhe beim Rennrad von der Beinlänge ableiten.
• Ein praktisches Verfahren sagt: Bei bequemer Position auf dem Sattel und ohne die Hüfte abzukippen sollte mit ausgestrecktem Bein die Ferse gerade noch das Pedal berühren. Beim Fahren sollte das Becken seitlich nicht abkippen.

Ähnlich bestimmt man die  Sitzlänge, d. h. den Abstand zwischen Sattelspitze und Lenkerrohrmitte:

• Auch hier gibt es Berechnungsformeln, die Körpergröße und Armlänge berücksichtigen.
• Die Praktikerregel besagt hier: Der Lenkervorbau des Rennrad wird so gewählt, dass der rechtwinklig angewinkelte Ellenbogen die Sattelspitze berührt, der Mittelfinger der ausgestreckten Hand soweit an das Lenkerrohr heranreicht, dass man noch Mittel-und Zeigefinger dazwischen legen kann. Die Vorbauten beim Rennrad sind deutlich länger als die anderer Fahrradtypen - da die Rahmen kürzer sind, muss der notwendige Abstand zwischen Lenker und Sattel auf diese Art hergestellt werden.

Diese Rennrad-Regeln sind - selbst für normal gebaute Menschen  - nur Anhaltspunkte. Die endgültige Sitzposition findet der Fahrer für sein Rennrad meist erst. nach Jahren durch Beobachtung erfahrene Trainer, indem er sie immer wieder in größeren Zeitabständen (mind. 6 Wochen) um wenige Millimeter (max. 5 mm) korrigiert.