Un vélo à une vitesse possède une roue libre à une vitesse, enfilée sur le moyeu arrière. La roue libre permet au cycliste de rouler en roue libre.
Un vélo à vitesse fixe possède un pignon unique fileté sur le moyeu arrière, ainsi qu'une bague de blocage filetée en marche arrière, pour empêcher le pignon de se desserrer. Le pignon n'a pas d'action en roue libre, donc chaque fois que la roue est en mouvement, les pédales le sont aussi. Cette configuration permet même au cycliste de rouler en marche arrière.
En règle générale, les vélos à pignon fixe n'ont qu'un seul rapport. Il existe cependant des configurations dans lesquelles, au lieu d'un seul pignon à l'arrière, un pignon spécial dingle à deux dents est placé, et une paire de plateaux est placée à l'avant, et la différence de dents entre les plateaux est la même que la différence de dents dans les dents. Ensuite, le cycliste peut changer de vitesse en fonction de sa conduite, mais il doit pour cela démonter, desserrer la roue arrière et déplacer manuellement la chaîne d'un jeu de pignons à l'autre.
Il existe également des moyeux à trois vitesses ou à engrenages internes qui ont été modifiés par le propriétaire pour devenir des moyeux fixes à plusieurs vitesses, mais ils sont très, très rares.