Велосипедный шлем должен сочетать в себе лёгкость, прочность и обеспечивать хорошую вентиляцию, чтобы езда на велосипеде была комфортной.
Современный велосипедный шлем состоит из корпуса и элементов, позволяющих зафиксировать шлем на голове. Корпус изготавливается из пенополистирола, в оболочке из пластика. Пластик определяет внешний вид шлема (цвет, форма, вентиляционные отверстия) и обеспечивает распределение силы удара. Некоторые модели армируются карбоновыми или нейлоновыми волокнами.
Наиболее распространёнными являются велосипедные шлемы для шоссейных и кросс-кантрийных гонок. Такие шлемы лёгки, недороги и обеспечивают адекватную защиту для спортсменов и любителей велосипедной езды в большинстве случаев. Типичная масса такого шлема 180—200 граммов. Отдельные модели, в которых сделан упор на уменьшение массы, весят лишь немногим меньше. Для экстремальной езды (даунхилл, BMX и т. п.) существуют специальные шлемы с дополнительной защитой нижней челюсти (так называемые фулл-фейсы). Для трековых гонок, гонок с раздельным стартом и прочих соревнований небольшой продолжительности применяют обтекаемые шлемы без вентиляционных отверстий — такие шлемы обеспечивают лучшую аэродинамику.
При ударе по голове в результате падения или столкновения с неподвижным препятствием или другим участником движения, ударная нагрузка воспринимается через пластиковую оболочку и частично гасится пенополистироловой массой корпуса шлема. Непогашенная нагрузка передаётся через прокладки на голову велосипедиста. Таким образом шлем при ударе перераспределяет нагрузку по всей поверхности головы и защищает кожу головы от царапин и разрывов.
При ударе шлем обычно разрушается и его следует заменить. При этом визуально шлем может казаться целым, но его пенополистироловая масса содержит сквозные трещины, что делает шлем неспособным к дальнейшему поглощению энергии удара. Существуют модели, заявляемые как многоразовые, но они значительно дороже, при том, что нет гарантии, что такой шлем не придётся, как и обычный, заменить после удара.
Конструкция современного велошлема уже хорошо отработана, поэтому принципиальных различий между шлемами разных производителей одного ценового диапазона нет. Шлем следует выбирать по эстетическим параметрам (форма, расцветка) и размеру, после чего подгонять индивидуально с помощью предусмотренных конструкцией элементов. Неправильно подогнанный шлем создаёт дискомфорт при использовании и может не обеспечивать должной защиты. Производители рекомендуют регулярно менять шлем (в среднем — раз в три года), так как ультрафиолетовое излучение Солнца ухудшает прочностные характеристики пластика 
Существует несколько разновидностей велосипедных шлемов. Первый - кросс-кантрийный шлем (XC) - самый популярный. Используется для катания в дисциплине кросс-кантри. Второй - котелок. Такие шлемы используют велосипедисты, катающиеся в дисциплинах BMX, стрит, дерт и т.д. Третий тип - фуллфейс. Используется для экстремального катания, такого как даунхилл, фрирайд. И четвертый вид - шлем для гонок с раздельным стартом (Time trial). Выполнен в форме капли, используется для скоростного катания на велотреке и т.д.