El componente inicial de un neumático de bicicleta se denomina carcasa y está recubierto por una capa de caucho y resina. La parte más aparente del neumático de bicicleta es la banda de rodadura, que se encuentra fuera de la carcasa.
La carcasa del neumático está compuesta por hilos de algodón o nylon trenzados bastante gruesos, que le dan su forma redondeada y una excelente elasticidad. La flexibilidad del neumático y la rigidez de los flancos dependen del número de hilos de la carcasa. Esto determina el potencial de flexión del neumático en tres aspectos: confort, rendimiento y absorción de impactos. El número de hilos por pulgada, o TPI o EPI, indica la densidad de la carcasa. Este número puede oscilar entre unas pocas docenas y más de trescientos hilos por pulgada (1 pulgada = 2.54 cm) en el caso de los neumáticos de bicicleta. Un neumático es más flexible y de mayor calidad si su índice TPI es más alto. En realidad, un mayor número de hilos en una superficie determinada indica que los hilos son extremadamente finos y propensos a la deformación. Si el TPI es alto, también hay menos goma entre los hilos, lo que ayuda a controlar el peso.
La "chapa" es un revestimiento de caucho y otros materiales -en concreto, resina- que se aplica a la carcasa. También afecta a la resistencia, la flexibilidad y el aspecto del neumático.
La banda de rodadura es la parte del neumático que está en contacto directo con el suelo en su parte central. Para aumentar la vida útil del neumático y su resistencia a los pinchazos, el caucho suele ser más duro aquí. La banda de rodadura de los tacos también tiene un perfil que se adapta al modo de uso de la bicicleta. Las cubiertas con tacos más marcados están pensadas para la bicicleta de montaña y los terrenos blandos, mientras que las cubiertas casi o totalmente lisas son mejores para carreteras asfaltadas o terrenos duros y compactos.
Por último, las llantas ayudan a mantener la posición del neumático. Pueden ser flexibles (plegables), con aros de Kevlar, o rígidas, con alambre de acero. Las llantas flexibles se pliegan, son más ligeras y más fáciles de desmontar. Los neumáticos rígidos suelen ser menos costosos.