Les championnats auront lieu du 24 août au 5 septembre 2027 en Haute-Savoie, mais les épreuves de cyclisme sur piste se dérouleront en région parisienne, au Vélodrome national de Saint-Quentin-en-Yvelines. Un temps envisagé, la construction d'un nouveau vélodrome dans les Alpes françaises a été abandonnée. Les Yvelines avaient déjà accueilli les pistards et pistardes des Jeux Olympiques de Paris en 2024.

Comme en 1964 et 1980, la course sur route en ligne sera organisée autour de Sallanches avec un circuit de 13,3 kilomètres comprenant la côte de Domancy (2,5 kilomètres à 9,4% de moyenne). Le nombre de tours à effectuer variera ensuite en fonction des catégories.

Le contre-la-montre aura lieu à Annecy, tout comme les épreuves de BMX. Deux sites ont été retenus pour l'organisation des épreuves de mountainbike: Les Gets et le Grand Massif. Châtel accueillera la course de gravel et La Roche-sur-Foron recevra les compétitions de polo-vélo - une nouveauté de cette édition - et de cyclisme en salle. Au total, 20 championnats du monde seront organisés sur 12 sites (contre 13 championnats sur 9 sites à Glasgow). Dix mille athlètes sont attendus et 281 titres mondiaux seront en jeu.