Le championnat se déroule sur circuit et a la particularité de voir les coureurs sélectionnés représenter leur pays et courir sous le maillot de l'équipe nationale, contrairement au reste de l'année. À cette occasion un coureur ne dépend donc pas de l'équipe de marque qui l'emploie et pour laquelle il court habituellement, mais de la fédération cycliste de son pays. Le champion du monde porte lemaillot arc-en-ciel pendant toute une année, de l'obtention du titre jusqu'à sa remise en jeu.
Le premier championnat du monde professionnel de cyclisme a lieu en 1927 auNürburgring enAllemagne. La course est remportée par l'ItalienAlfredo Binda. L'édition 1931 est disputée sous la forme d'un contre-la-montre individuel de 170 kilomètres. Depuis 1995, la course a été retardée dans le calendrier et se déroule à la fin de la saison européenne, généralement une ou deux semaines après leTour d'Espagne, en septembre ou octobre. L'événement peut se dérouler sur un parcours plat qui favorise une arrivée ausprint, sur un parcours vallonné qui favorise les puncheurs et plus rarement sur un parcours montagneux, favorables aux grimpeurs. La distance est généralement supérieure à 250 kilomètres.
Le record de victoires est détenu par cinq coureurs ayant gagné trois fois la course :Alfredo Binda (1927, 1930, 1932),Rik Van Steenbergen (1949, 1956, 1957),Eddy Merckx (1967, 1971, 1974),Óscar Freire (1999, 2001, 2004) etPeter Sagan (2015, 2016 et 2017). Ce dernier est le seul à avoir enchaîné trois titres consécutifs.Alejandro Valverde détient quant à lui le record de podiums (sept médailles : une d'or, deux d'argent et quatre de bronze).
Karel Kaers, vainqueur en 1934 à l'âge de 20 ans 2 mois et 15 jours, est à ce jour le plus jeune champion du monde.Joop Zoetemelk, vainqueur en 1985 à l'âge de 38 ans 8 mois et 29 jours, est à ce jour le champion du monde le plus âgé.
Seuls deux coureurs ont réussi à devenir deux fois champions du monde dans la même ville :Rik van Steenbergen à Copenhague (1949 et 1956) etÓscar Freire à Vérone (1999 et 2004). À douze reprises, un coureur est devenu champion du monde dans son propre pays. La dernière fois, il s'agissait d'Alessandro Ballan à Varèse (2008).
Georges Ronsse, champion du monde sur route professionnel en 1928 à Budapest.Georges Ronsse, suivi d'Alfredo Binda et de Nicolas Frantz, dans le championnat du monde sur route professionnel, en 1929 à Zurich.Maurizio Fondriest (à gauche) sur leTour d'Italie 1989 en tant que champion du mondeCadel Evans avec lemaillot arc-en-ciel lors duTour de France 2010Mark Cavendish (au centre) sacré champion du monde en 2011Peter Sagan sacré triple champion du monde consécutivement en 2015, 2016 et 2017, avec sa tunique arc en ciel en 2016.Alejandro Valverde remporte le titre en 2018 à Innsbruck
Tadej Pogačar (2025)
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