올림픽 사이클은 하계 올림픽에서 사이클(자전거)로 경기를 겨루는 올림픽 정식 경기 종목이다. 사이클은 1896년 제1회 아테네 올림픽에서 근대 올림픽이 시작된 이래로 매 하계 올림픽마다 시행되어 온 유서 깊은 종목이다. 국제 사이클 연맹(UCI)이 경기 운영을 관장한다.
올림픽 사이클은 크게 네 가지 세부 분야로 나뉜다. 첫째, 트랙 사이클은 벨로드롬이라 불리는 전용 경기장에서 펼쳐지며, 스프린트·단체 스프린트·경륜·단체 추발·옴니엄·매디슨 등의 세부 종목으로 구성된다. 둘째, 도로 사이클은 개인 도로 경주와 도로 독주(타임 트라이얼)로 나뉘며, 장거리 포장도로에서 진행된다. 셋째, 산악자전거(MTB) 크로스컨트리는 1996년 애틀랜타 올림픽부터 정식 종목으로 채택되어 험준한 비포장 지형에서 기량을 겨룬다. 넷째, BMX는 2008년 베이징 올림픽에서 레이싱이, 2020년 도쿄 올림픽에서 프리스타일 BMX가 추가되었다.
여자 종목의 경우, 도로 종목은 1984년 로스앤젤레스 올림픽부터, 트랙 종목은 1988년 서울 올림픽부터 올림픽 프로그램에 포함되었다. 2012년 런던 올림픽에서는 모든 사이클 분야에서 남녀가 동일한 수의 종목에 참가하게 되었다.
역대 올림픽 사이클 메달 집계에서는 프랑스, 이탈리아, 영국, 네덜란드, 미국 등이 상위권을 차지하고 있으며, 유럽 국가들이 전통적으로 강세를 보여 왔다. 대한민국은 아직 올림픽 사이클에서 메달을 획득하지 못하였으나, 아시아 경기대회 등에서는 상위권 성적을 기록하고 있다.
