Infrared thermography is a safe and non-invasive image technique used to record infrared radiation, and, in particular, the infrared radiation emitted by the human body, which permits estimation of body´s surface temperature. Infrared thermography is used in human applications such as medicine or veterinary science, but also in other fields such, as predictive maintenance of factories, building inspection, military application (e.g. night vision) or control of gases in industry. The application of infrared thermography in sports is still a recent topic and there are many fundamental discussions concerning its different methodological aspects and applications in the context of cycling performance assessment. More specifically in cycling, there are not many thermographic scientific studies specifically aimed at applying it to the sport of cycling, but some preliminary results were obtained about the relationship between skin temperature and cycling efficiency, mainly showing that the more efficient cyclists presented a higher capacity of skin temperature reduction during exercise. The general hypothesis is that infrared thermography may be a useful technique for assessing the efficiency, performance and posture of the cyclist. This dissertation therefore has four general aims: 1) to analyse the validity of infrared thermography in the measurement of skin temperature while cycling, 2) to study its applicability in the assessment of a cyclist’s efficiency, 3) to assess its applicability, as a complementary technique for adjusting the posture of the cyclist and 4) to use statistical techniques aimed at adapting thermographic studies to the sport of cycling. Five studies were developed in order to respond to the general aims. A total of 62 male participants volunteered to participate in the experimental studies. In general, skin temperature was determined using infrared thermography before each cycling test, immediately after, and then 10 min later. Other measurements performed in the different studies were kinematic 2D analysis, whole body sweat rate, skin temperature through thermal contact sensors, core temperature through an ingestible sensor, surface electromyography, gas exchange measurements, and analysis of the comfort, pain and fatigue of the cyclist. Different conclusions were obtained from the studies. Infrared thermography has proven to be a valid technology to measure skin temperature in cycling. Participants with larger overall activation and reduced low frequency component for vastus lateralis activation presented a better adaptive response in their thermoregulatory system by showing fewer changes in skin temperature after the incremental cycling test. In addition, participants of greater physical fitness (i.e. higher peak power output) presented higher heat production and higher skin temperature. However, application of infrared thermography for studying the effects of different saddle heights does not appear to be valid. Skin temperature variation can be a valid measure of the effect of an exercise intervention, but it is important to take into account anthropometrical variables during the recruitment of participants so as to reduce variability. Finally, by using a factorial analysis, coherent regions of interest were obtained and presented differences between them as a result of their different tissue composition, muscular activity and sweat capacity. All the contents referred to in this dissertation have been published in international articles and chapters of books.La termografía infrarroja es una técnica de imagen no invasiva y a distancia que permite captar la radiación infrarroja emitida por los cuerpos, y con ello estimar su temperatura superficial. La termografía infrarroja es utilizada en muchos ámbitos, siendo algunos de los más importantes el sector militar y el industrial, seguida de otros sectores como el médico y el veterinario. La aplicación de la termografía infrarroja en el deporte es un tema reciente y existen aspectos a resolver en relación a la metodología, así como a su aplicación en el contexto de la evaluación del rendimiento deportivo en el ciclismo. En este sentido, la presente tesis doctoral tiene la siguiente hipótesis general: la termografía infrarroja puede ser una técnica útil para la evaluación de la eficiencia, rendimiento y postura del ciclista. Para comprobar dicha hipótesis, se plantearon una serie de objetivos específicos englobados en cuatro objetivos generales: 1) analizar la validez de la utilización de la termografía infrarroja como medida de la temperatura de la piel en el ciclismo, 2) estudiar su aplicabilidad en el análisis de la eficiencia del ciclista, 3) evaluar su aplicabilidad como técnica complementaria para el ajuste de la postura del ciclista y 4) utilizar técnicas estadísticas para adaptar el estudio termográfico al ciclismo. Cinco estudios fueron desarrollados para responder a dichos objetivos. Un total de 62 hombres participaron en los estudios. De manera general, la temperatura de la piel fue determinada mediante termografía infrarroja antes de cada test de ciclismo, inmediatamente después de cada test y 10 min después. Otras medidas realizadas en los diferentes estudios fueron el análisis cinemático 2D, el cálculo de la tasa de sudoración corporal global, la medida de la temperatura de la piel mediante sensores de contacto, la medida de la temperatura interna mediante un sensor interno ingerible, medidas de intercambio de gases, y el análisis del confort, dolor y fatiga del ciclista. Las conclusiones más relevantes obtenidas en esta tesis fueron las siguientes. La termografía infrarroja demostró ser una tecnología válida para medir la temperatura de la piel en el ciclismo. Participantes con una mayor activación neuromuscular global con un menor componente de bajas frecuencias en el vasto lateral, presentaron una mejor respuesta termorreguladora a partir de menores aumentos de su temperatura de la piel tras un test incremental. De la misma manera, participantes con una mayor condición física (a partir de una mayor potencia) presentaron una mayor producción de calor interno y con ello una mayor temperatura de la piel. Sin embargo, la aplicación de la termografía infrarroja para estudiar los efectos del cambio de la altura de sillín no pareció ser adecuada. La variación de la temperatura de la piel puede ser una variable válida para estudiar el efecto de una intervención de ejercicio físico, pero es importante tener en cuenta las variables antropométricas durante el reclutamiento de los participantes con el fin de reducir su variabilidad. Finalmente, mediante el análisis factorial, se obtuvieron regiones de interés las cuales presentaron diferencias entre ellas como resultado de la diferente composición de su tejido, actividad muscular y capacidad de sudoración. Todo el contenido de esta tésis ha sido publicado en diferentes artículos científicos y capítulos de libros.