Concettualmente simile a quella dello stadio olimpico, la spettacolare copertura del Velodromo è stata anch'essa ideata da Calatrava e realizzata in occasione delle olimpiadi di Atene 2004.

Composta quasi interamente da un multistrado di pannelli di aluminio isolati termicamente, la struttura è sorretta da due grandi tubi di acciao a forma di arco alti fino a 46.3m. Tale struttura (larga 145m e lunga 106m) è rivestita internamente da pannelli di legno e nella sua parte centrale è separata da pannelli di policarbonato che fanno filtrare la luce solare offrendo suggestivi effetti visivi.

La pista del velodromo è considerata tra le migliori e più veloci al mondo mentre l'impianto, che occupa complessivamente una superficie di 53.400mq ha una capacità di 5.511 posti a sedere.