1817年，德国的一位林务员德莱斯研制出最早的“实用自行车”，在原有的基础上加入车把，虽然也要靠蹬地前行，但可以转变方向，最高时速也有所提升，这样一来就具备极大的使用价值。

喜德盛自行车博物馆中展出的第一辆带有转向装置、平衡装置及刹车装置的自行车。

1839年，英国人麦克米伦为自行车增加踏板系统，此后不断有工匠对自行车加以改良。

直到1889年，英国兽医邓路普为了让10岁的儿子骑乘更加舒适而加入了充气轮胎，至此，自行车的基本结构确定。

在中国，明朝末年王徵所著的《新制诸器图说》一书首次提到“自行车”一词，并且在书中记述“自行车”的结构原理，还附有手绘的实物图，但是这里的“自行车”能否实际应用尚且存疑，如今没有发现文献记载其曾经投入使用。需要注意的是，王徵版本的自行车从结构上来看，似不为人所用，而有些类似于今日超市中的手推车。

除此之外，清初的黄履庄和他的“双轮小车”也常被提及。据《黄履庄小传》的记载，黄履庄曾“作双轮小车一辆，长三尺许，约可坐一人，不烦推挽能自行。行住，以手挽轴旁曲拐，则复行如初。随住随挽，日足行八十里。”可以说是近代中国自行车的雏形。遗憾的是，这项发明没有得到当时社会的普遍认可，据此来说自行车诞生于中国，有些牵强。因此，自行车对中国人而言像是半路夭折的发明，最终它还是一件舶来品。