La bicyclette électrique (e-bike) est le seul moyen de transport qui a réussi au cours des 20 dernières années à prendre une part importante du marché de la bicyclette. Grâce à sa conception simple qui imite étroitement la bicyclette traditionnelle, à son moteur électrique petit et efficace et à ses méthodes de contrôle faciles, elle a connu une croissance rapide des ventes depuis 1998. Aujourd'hui, on estime qu'il y a environ plus de 120 millions de bicyclettes électriques en service rien qu'en Chine. L'utilisation des bicyclettes électriques en Europe et en Amérique du Nord se développe rapidement, avec des ventes annuelles déclarées d'un million et demi d'unités.
L'une des caractéristiques les plus attrayantes des bicyclettes électriques est qu'elles ne produisent pas d'émissions nocives provenant d'un moteur à combustion, ce qui élimine tout risque de pollution de la terre. Même si l'on tient compte du coût des changements fréquents de batterie, la bicyclette électrique est plusieurs fois plus respectueuse de l'environnement que tout autre moyen de transport public routier (elle est 18 à 13 fois plus efficace que l'automobile, 6 fois plus que le transport ferroviaire et a le même impact sur l'environnement que la bicyclette traditionnelle). Un autre avantage du vélo électrique est son utilisation pour la rééducation des patients en convalescence. Par exemple, les patients souffrant de problèmes cardiaques peuvent grandement améliorer leur mobilité s'ils utilisent des modèles de vélos électriques qui les aident à réduire la tension musculaire et l'effort cardiaque. L'un des points faibles du vélo électrique a été constaté en Chine. La vitesse des vélos électriques s'est avérée inquiétante lorsqu'ils ont été utilisés sur les routes traditionnelles destinées à l'usage des vélos traditionnels (pistes cyclables).
Les premiers modèles de bicyclettes électriques sont apparus à la fin du 19e siècle. L'office américain des brevets a enregistré plusieurs brevets de bicyclettes électriques entre 1895 et 1899 (Ogden Bolton a breveté une bicyclette à batterie en 1895, Hosea W. Libbey a breveté une bicyclette à double moteur électrique en 1897 et John Schnepf a breveté un moteur électrique avec une roue à rouleaux). Des modèles équipés de capteurs de couple et de commandes électriques sont apparus à la fin des années 1990. L'un des premiers modèles de bicyclettes électriques à succès commercial est apparu en 1997 sous le nom de "Select". L'année suivante, plus de 49 modèles différents de bicyclettes électriques étaient disponibles sur le marché. Au début des années 2000, deux grandes entreprises japonaises, Yamaha et Panasonic, ont lancé leur production de masse dans le monde entier.
La conception principale de l'e-bike consiste en un cadre de vélo traditionnel (avec ou sans pédales) et un petit moteur électrique (jusqu'à 750 watts) alimenté par des batteries rechargeables légères (plomb-acide, NiCd, NiMH et Li-ion). La puissance de ces moteurs est limitée pour produire des vitesses maximales de 24 à 32 km/h (15 à 20 mph). Il existe plusieurs types de moteurs actuellement utilisés, notamment les moteurs à entraînement direct et les moteurs à engrenages. La transmission à la roue se fait par chaîne, courroie, moyeu ou friction. L'un des premiers modèles de bicyclette électrique, datant de 1980, était équipé d'une station de charge solaire, qui servait à recharger les batteries embarquées.
Aujourd'hui, la production mondiale de bicyclettes électriques est en constante augmentation. Les pays du monde entier appliquent des règles différentes pour réglementer le vélo électrique sur la voie publique. Ils sont souvent classés dans la même catégorie que les bicyclettes, mais quelque part, ils sont considérés comme un sous-type de motocyclettes et de bicyclettes motorisées.