Pierwsze mistrzostwa odbyły się w roku 1893 w Chicago jako zawody dla amatorów w dwóch konkurencjach: sprincie i wyścigu na 100 km (Derny Race).
Pierwsze zawody dla zawodowców odbyły się w roku 1895. Również rozgrywano je w sprincie i wyścigu na 100 km. Dopiero w 1946 roku dołączono do programu mistrzostw wyścig indywidualny na dochodzenie, a w 1962 zaczęto przeprowadzać zawody w dochodzeniu drużynowo. W roku 1966 wprowadzono jazdę na czas na 1000 metrów i sprint na tandemie. Konkurencje wyścigu na punkty i keirinu wprowadzono w 1980 roku.
W latach 90. Międzynarodowa Unia Kolarska zmieniła znacząco regulamin mistrzostw. W 1992 zniesiono podział na amatorów i zawodowców i od tej pory mistrzostwa na torze rozgrywane są jako "otwarte" mistrzostwa świata. W 1995 zrezygnowano z konkurencji na tandemach, doszły natomiast dwie nowe dyscypliny: jazda dwójkami i sprint drużynowy. Od roku 2002 przeprowadzane są zawody w scratchu.
Każdy zawodnik z tytułem mistrza świata otrzymuje tęczową koszulkę, na której widnieją różnokolorowe paski. Przez następny rok mistrz ma prawo zakładać taką koszulkę podczas swoich startów w zawodach. Po upływie roku może używać tych kolorów nadal jako detal (np. na kołnierzyku lub rękawku koszulki). Kolory te mają zastosowanie we wszystkich dyscyplinach kolarskich.