Ein Rennrad ist ein Rad, welches als Sportgerät beim Radrennen gebraucht wird. Die Bauweise ist besonders leicht, aber stabil. Ein Rennrad weist besonders gute Fahreigenschaften auf. Es wiegt zwischen 6 bis 11 Kilogramm. Bei den Wettbewerbsrädern ist ein Mindestgewicht von 6,8 Kilogramm erforderlich. Die heutigen Rennräder haben schmale Reifen und Felgen sowie Rennlenker (Bügellenker). Dieser erlaubt verschiedene Griffpositionen.
Er ist schmaler als herkömmliche Lenkerstangen. Die Breite des Lenkerbügels entspricht etwa der Schulterbreite des Fahrers. Beim Zeitfahren und Triathlon verwendet man Lenkeraufsätze, bei welchen die Rennfahrer mit den Unterarmen aufliegen. Mit den Händen greifen sie nach vorn. Brems- und Schaltungsgriffe sind seit ein paar Jahren integriert. Bei den meisten Rennrädern sind die Felgenbremsen mechanisch. Scheiben- oder Hydraulikbremsen sind bei Straßenrennen nicht von Vorteil. Ende der 1980-er Jahre sind die Campagnolo-Delta-Mittelzugbremsen in Mode gekommen.
Sie boten eine bessere Leistung der Bremsen als die heutigen Seitenzugbremsen, doch sie waren schwer und schwierig zu warten. Das Rennrad hat üblicherweise Kettenschaltung, Profirennräder haben 2 x 10 Gänge, Freizeiträder haben vorn auch drei Kettenblätter und hinten 8 bis 10 Zahnkränze. Seit 2003 finden verstärkt Kompaktkurbeln ihren Einsatz. Die zwei Kettenblätter vorn sind hier etwas kleiner. Gepäckträger, Schutzbleche, Dynamo und Beleuchtung haben Rennräder nicht. Am Unter- und Sitzrohr des Rennrades sind ein bis zwei Trinkflaschenhalter. Der Radstand vom Rennrad misst 940 bis 1070 Millimeter. Gerade bei solchen Veranstaltungen lassen sich tolle Sportfotos machen.
Die Rahmenhöhen sind 51 bis 64 cm. Für Frauen sind die Rahmengeometrien auf den weiblichen Bau des Körpers verändert. Die Einstellung des Sattels beim Rennrad ist waagerecht und höher sowie der Lenker tiefer. Bei bequemem Sattelsitz und ohne Abkippen der Hüfte sollte die Ferse noch knapp das Pedal berühren. Der Diamantrahmen hat sich durchgesetzt und ist auch vorgeschrieben laut Reglement. Diese Bestimmungen sollen Chancengleichheit gewährleisten. Bei Frauen-Rahmen ist der Radstand meist kürzer. Das Material der Rahmen ist Aluminium, Stahl, Carbon sowie Titan. Die Materialien haben Vor-, aber auch Nachteile. Leichtere Rahmen beim Rennrad haben meist geringe Tretlager- und Gelenkkopfsteifigkeiten. Dabei werden die Fahrsicherheit sowie die Treteffizienz gesenkt. Die Technik sowie Ausstattung bei Rennrädern schreitet immer mehr fort. Ein Rennrad verspricht höheres Tempo, größere Sportlichkeit sowie bessere Fitness als bei üblichen Fahrrädern.