Los ciclistas a menudo siguen programas de entrenamiento contra resistencia en un intento de mejorar su rendimiento. La combinación de entrenamiento aeróbico y entrenamiento contra resistencia repetidamente mejora el nivel de fuerza y de resistencia en sujetos poco entrenados, ya que el nivel de forma física aumenta. Para ciclistas de ruta entrenados, no está tan claro que los progresos inducidos por el entrenamiento contra resistencia resulten en una mejora del rendimiento en cuanto a pruebas de contrarreloj de distintas distancias, tiempo hasta el agotamiento o tests de 1 hora.

Las ganancias iniciales en fuerza muscular se atribuyen a adaptaciones neuromusculares, debido al aumento en el reclutamiento y sincronización de unidades motrices, y a mejoras en la tasa de desarrollo de fuerza, no a hipertrofia. Las adaptaciones musculares positivas asociadas a la hipertrofia incluyen un aumento de la actividad enzimática, de la producción de fuerza, del glucógeno intramuscular o a cambios dentro de los principales grupos musculares. Es posible que después de años de entrenamiento aeróbico intensivo se incremente el reclutamiento de fibras musculares y se extienda la producción de potencia a una gran área de músculos necesarios para el pedaleo, produciendo los mismos efectos que el entrenamiento contra resistencia sin bicicleta. Independientemente de dónde provengan esas ganancias, los ciclistas de élite buscan esas adaptaciones positivas para poder aguantar ataques, mejorar en subidas o esprintar al final de una carrera.

Un estudio realizado concluyó que los ciclistas generalmente se preocupan en exceso por el nivel de masa corporal y a menudo rechazan el entrenamiento contra resistencia por miedo a incrementar la masa magra, lo cual puede penalizar en subidas prolongadas, y porque suponen que la mejora que se produciría en la fuerza no compensaría la bajada de rendimiento subiendo. Sin embargo, los resultados de la investigación sugieren que los programas de entrenamiento contra resistencia bien diseñados pueden atenuar la pérdida de fibras musculares tipo I y de tejido conectivo. Así pues, se recomienda reemplazar parte del entrenamiento aeróbico por entrenamiento contra resistencia explosivo para mejorar la potencia máxima y minimizar el riesgo de fatiga por un exceso de volumen de entrenamiento.