Pompa sepeda adalah jenis pompa yang dioperasikan secara manual yang mampu menggembungkan ban sepeda. Kebanyakan pompa jenis ini memiliki desain yang ringan, dan dapat mengembang ban sepeda dalam hitungan menit. Kesederhanaan pompa ban sepeda memudahkan pengoperasian di hampir semua pengaturan, sedangkan ukuran yang relatif kecil dari sebagian besar pompa sepeda membuatnya mudah disimpan.
Sebuah pompa sepeda biasanya datang dalam salah satu dari dua konfigurasi. Yang paling umum dikenal sebagai pompa sepeda lantai. Basis pompa ini ditempatkan di tanah yang berdekatan dengan ban yang membutuhkan pemompaan. Selang pada perangkat terpasang ke katup udara di sepeda, dan piston digerakkan ke atas dan ke bawah di badan pompa, melalui pegangan yang terletak di bagian atas perangkat. Piston menggerakkan udara ke dalam tabung ban sepeda, secara bertahap menggembungkan ban ke tingkat yang diinginkan.
Versi umum lain dari pompa sepeda dikenal sebagai pompa tangan. Seperti model lantai, pompa bentuk ini beroperasi dengan menggunakan piston untuk mendorong udara melalui selang dan masuk ke dalam tabung ban. Bedanya, model ini bisa dipegang di tangan selama operasi. Pompa tangan sering kali merupakan pilihan ideal saat melakukan perjalanan lintas alam dengan sepeda, karena cukup kecil untuk dimasukkan ke dalam tas sadel atau ransel dengan relatif mudah.
Baik desain tangan dan lantai untuk pompa sepeda biasanya dilengkapi dengan pengukur yang memungkinkan untuk membaca jumlah tekanan udara saat ini di dalam ban. Ini membuatnya lebih mudah untuk mengetahui kapan ban mengandung jumlah udara yang direkomendasikan oleh produsen tabung dan ban. Menggunakan pengukur untuk memantau tekanan udara saat memompa ban akan meminimalkan kesempatan untuk memompa terlalu banyak udara ke dalam ban dalam dan mungkin menyebabkan tabung pecah.
Selain pompa yang dioperasikan secara manual, ada juga versi pompa sepeda yang beroperasi dengan daya baterai. Pompa udara sepeda jenis ini terkadang menyertakan fitur keselamatan yang secara otomatis memutus aliran udara ke dalam ban dalam ketika tingkat tekanan tertentu tercapai. Pompa jenis ini sering disukai oleh orang-orang yang mudah lelah saat menggunakan pompa sepeda konvensional, atau mereka yang sedang berkompetisi dalam balapan dan harus kembali ke lintasan secepat mungkin.