Alamäkipyöräilyssä (engl. Downhill, DH) ajetaan yksitellen kelloa vastaan rata, joka kulkee nimensä mukaisesti alamäkeen. Yksi lasku kestää yhdestä kymmeneen minuuttia, ja rata on ajoteknisesti haastava, sisältäen eri kaltevuuksia, kivikkoa, juurakkoa, kuivaa ja märkää maastoa, hyppyreitä ja pudotuksia. Alamäkipyörä on teknisesti ehkä kaikkein edistyksellisin polkupyörä, vaatimuksena nykyään muun muassa noin 20 senttiä joustoa molemmille pyörille, kestävä rakenne ja kuitenkin alle 20 kilogramman paino. Alamäkiajoa voisi verrata alppihiihdon syöksylaskun ja motocrossin sekoitukseksi. Suomella on tällä hetkellä edustusta alamäkiajon maailmancupin kärjessä Matti Lehikoisen verran, toinen jo uransa lopettanut huippunimi on Suomen kaikkien aikojen menestynein pyöräilijä, Katja Repo. Suosittuja pyörä merkkejä: Trek, Timeless, Transition, Orange, Spezialized yms...