Wie der Name schon sagt, findet diese Art des Radsports auf der Straße durchgeführt wird. Ziel des Radrennens ist es, die vorgegebene Strecke am schnellsten zu bewältigen. Schwierige Passagen, wie unter Anderem Bergstraßen zu befahren, ist auch eine Aufgabe, die gelöst werden muss. Diese Strecken führen meist durch Städte oder Stadtränder. Damit die Fahrer keiner Gefahr durch Fahrzeuge ausgesetzt sind, werden diese Strecken für die Dauer des Rennens für den gesamten Verkehr gesperrt. Bei dem Straßenrennsport werden Massenstarts durchgeführt, das bedeutet, dass alle Teilnehmer zur gleichen Zeit starten.

Im Verlauf des Rennens zerstreut sich das Feld über eine lange Distanz. Um bei etwaigen Unfällen sofort eingreifen zu können, fährt mindestens ein Rettungsfahrzeug hinter dem letzten Radfahrer nach. Um sicherzustellen, dass die Strecke für die Fahrer auch tatsächlich frei ist, fährt an der Spitze ein Begleitfahrzeug, meist handelt es sich dabei um die örtliche Polizei. Immer wieder passieren Pannen an den Fahrrädern. Um für die Situation gewappnet zu sein, fahren die Teamautos mit Ersatzteilen ebenfalls im Rennen mit. Im Straßenradsport unterscheidet man Eintagesrennen, Rundstreckenrennen und Etappenrennen. Eintagesrennen enden mit dem Erreichen des Zieles. Bei Rundstreckenrennen fahren die Radsportler eine bestimmte Anzahl von Runden. Ist diese Anzahl erreicht, ist das Rennen fertig. Etappenrennen werden an mehreren Tagen hintereinander ausgetragen. Dabei wird für jeden Tag der Veranstaltung ein Ziel vorgegeben. Jeden Tag wird der Tagessieger gekürt, der ein Trikot in einer bestimmten Farbe bekommt. Das berühmteste Radrennen ist die Tour de France.

Die Strecke hat verschiedene Schwierigkeitsgrade und es sind auch Pässe zu überwinden. An der schwierigsten Stelle beträgt der Steigungsgrad 7,3 %, das ist eine besondere Herausforderung für die Fahrer. Bei der Punktevergabe läuft es so, dass für schwere Strecken mehr Punkte vergeben werden als bei den Leichten. Der Sieger wird also anhand der Punktezahl ermittelt.