Budowa i odmiany velomobil jest zwykle budowany na bazie układu roweru poziomego (dwu-, trój- lub czterokołowego), a kluczowym elementem odróżniającym go od typowych rowerów poziomych jest owiewka (częściowa lub pełna), która: zmniejsza opór aerodynamiczny, ogranicza wpływ wiatru, deszczu i niskiej temperatury na użytkownika, bywa integrowana z elementami poprawiającymi funkcjonalność (np. schowki, oświetlenie, lusterka).
W literaturze technicznej wskazuje się również na podział na konstrukcje nastawione na rekordy prędkości (o maksymalnie zoptymalizowanej aerodynamice, często z całkowicie zamkniętą kabiną) oraz konstrukcje rekreacyjno-użytkowe, projektowane m.in. z myślą o ergonomii, „prowadzeniu” i bezpieczeństwie w ruchu drogowym.
Aerodynamika i własności ruchowe mały|Velomobil ELF Owiewka i opływowy kształt velomobilu mogą istotnie redukować opór aerodynamiczny w porównaniu z rowerem w pozycji wyprostowanej; w badaniach tunelowych przywoływano m.in. wartości współczynnika oporu aerodynamicznego rzędu ok. 0,16 dla wybranych velomobili, wobec ok. 0,9–1,1 dla rowerzysty na rowerze klasycznym (zależnie od pozycji).