Ratapyöräily eli velodromipyöräily on sisätiloissa tapahtuvaa pyöräilyä, jossa kierretään ovaalin muotoista sisärataa ympäri.

Ratapyöräilyssä käytettävät pyörät ovat hyvin yksinkertaisia ja vaihteettomia eikä niissä ole jarrujakaan. Ohjaustanko kaartuu matalammalle kuin tavallisissa maantie pyörissä. Pyörissä on myös ns. kiinteä välitys, joka käytännössä tarkoittaa sitä, että polkimet pyörivät renkaiden kanssa samaan tahtiin eli pyöräilijän on myös poljettava pyörää koko ajan.

Toinen pyörien ominaisuus on niiden keveys ja nopeus ja vaihteiden puuttuminen nostaa oikean välityksen merkittävään asemaan.

Sana joka ratapyöräilystä tulee mieleen on aerodynaamisuus. Ajoasento on merkittävässä asemassa sillä mitä matalampi asento, sen pienemmäksi saadaan ilmanvastus. Lisäkahvojen käyttö on kuitenkin kielletty yhteislähdössä eikä ns. muna-asennonkaan käyttö ole sallittua, vaikka tässä asennossa saavutettiin useita ennätyksiä. Samaisen muna-asennon keksijä Graeme Obree myös kehitti asennon nimeltä Teräsmies, jossa kädet olivat edessä kuten teräsmiehellä lentäessään. Tämäkään asento ei sitten saanut kannatusta ja kiellettiin. Yksi keino myöskin lisätä nopeutta on nojapyörät. mutta UCI eli kansainvälinen pyöräilyliitto on kieltänyt nekin jo vuodesta 1934.

Vaikka ratapyöräily näyttää siltä, ettei se kovin erilaista voi olla, siinähän ajetaan vain rataa ympäri, niin silti siinä voidaan kisata useissa eri lajeissa. Aika-ajoissa on tavoitteena saada mahdollisimman hyvä aika, miehet 1000 metrillä ja naiset 500 metrillä. Poikkeuksellista on, että kisaajat starttaavat paikaltaan ja ns.kovimmat kisaajat lähtevät kisoissa viimeisinä. Jos kisaa ei pystytä kaikkien osalta käymään samana päivänä, se perutaan ja kokeillaan ajaa uudelleen toisena päivänä.

Eräajossa eli sprintissä kisaajat kisaavat toisiaan vastaan. Sprinttikisat mahdollistavat taktikoinnin, sillä kisan etualalla oleva kisaaja voi helposti jäädä kakkoseksi itse maaliviivalle tultaessa, sillä takaatulevan on paljon helpompi mennä imussa ohi tästä ns. tuulenhalkojasta.
Takaa-ajossa kilpailijat puolestaan starttaavat vastakkaisilta puolilta, ja se kilpailija jonka pyörän rattaat osuvat vastustajan renkaiden etupuolelle, voittaa.
Keirinissä ajetaan alkukierrokset moottoripyörän perässä.

Tässä lajeista vain muutama, muitakin kisamuotoja on.