Typische Merkmale eines Mountainbikes sind ein Felgendurchmesser von überwiegend 559 Millimetern (Reifendurchmesser 26") mit breiten, meist grobstolligen Reifen. Ebenfalls typisch sind Kettenschaltungen mit meist 21 bis 30 Gängen, vereinzelt sind auch hochwertige Nabenschaltungen, etwa von Rohloff, anzutreffen. Gängige Übersetzungen sind 44/32/22 vorn bei Dreifach-Kettenblättern und 11 bis 32, 34 oder 36 hinten bei 8, 9 oder 10 Ritzeln, womit Mountainbikes kleiner übersetzt sind als Rennräder. Mittlerweile sind 2-fach-Kurbeln mit 10-fach Ritzelpaketen erhältlich; Spezialfahrzeuge wie Downhill- und Dirtbikes haben dagegen in der Regel nur ein Kettenblatt mit Kettenführung.
Mountainbikes haben im Vergleich zu Holland-, Touren-, oder Rennrädern relativ kleine Rahmen (Rahmenhöhe etwa 10 cm niedriger als bei einem vergleichbaren Rennrad) mit mehr oder weniger steil abfallendem Oberrohr. Insbesondere bei Aluminiumrahmen kommen in der Regel große Rohrdurchmesser zum Einsatz. Als Rahmenwerkstoff werden vorwiegend Aluminiumlegierungen verwendet, immer häufiger werden Rahmen auch aus Kohlefaser gefertigt. Rahmen aus Kohlefaser sind konstruktionsbedingt besonders bruchgefährdet, da schon Steinschlag oder Schrammen nach einem Sturz Fasern beschädigen und so die Struktur des Rahmens schwächen können. Andererseits sind mit keinem anderen Werkstoff derartig leichte Rahmen möglich. Stahl wird mittlerweile nur noch selten verwendet, noch seltener Titan. Dabei bietet Stahl als Werkstoff den besten Kompromiss aus Haltbarkeit, Komfort und Gewicht. Darüber hinaus hat Stahl als Rahmenmaterial gegenüber Aluminium den Vorteil einer höheren Bruchdehnung (Stahl nimmt mehr Energie durch plastische Verformung auf, der Rahmen ist meist nur an- und nicht durchgebrochen), ein Stahlrahmen kann komfortabler (weicher) konstruiert werden als ein Alurahmen. Korrosion ist bei ausreichend dimensionierten Stahlrahmen kein Problem. Alurahmen korrodieren im Wintereinsatz (Streusalz) sogar schneller als Stahlrahmen. Besonders komfortabel und korrosionssicher sind Rahmen aus Titan, allerdings auch besonders teuer.
An vielen Mountainbike-Rahmen finden sich auch heute noch Cantilever-Sockel zur Befestigung von Cantilever-Bremsen (V-Bremsen und hydraulische Felgenbremsen sind weitere Bauformen). Heutzutage werden Mountainbikes jedoch oft mit Scheibenbremsen ausgestattet. Federgabeln gehören mittlerweile zur Standardausstattung. Neben der gefederten Vorderradgabel verfügen Mountainbikes immer häufiger auch über eine Hinterradfederung. Ein solches vollgefedertes Mountainbike wird auch Fully (Kurzform für „Full Suspension“) bezeichnet. Das Mountainbike mit ungefedertem Hinterrad wird im Gegensatz dazu Hardtail genannt. Mountainbikes ohne Federgabel sind im Handel praktisch kaum noch erhältlich. Trotzdem werden von einigen Fahrern auch heute noch vollkommen ungefederte Räder ("Starrbikes") bevorzugt.