Обладает повышенной проходимостью по различным типам рыхлых поверхностей, которые плохо или совсем не проходимы на других типах велосипедов, как то: снег, песок, высокая трава и т. п. При эксплуатации давление в камерах находится в пределах от 0,2 атм. до 2 атм. Ширина покрышек — от 3,5 до 5 дюймов (Vee Tire 2XL 5.6" prototypes), ширина ободов — от 65 до 100 мм. Именно низкое давление в камере является ключевым в этом типе велосипеда наряду с шириной покрышки
Одно из первых упоминаний о велосипедах на толстых покрышках (шинах низкого давления) встречается в серии рекламных картинок «Странно, но правда» (англ. "Strange but True"), публикуемых фирмой Currys в велосипедной прессе в период до 1932 года.
В седьмом выпуске серии было размещено изображение человека на велосипеде с широкими покрышками. Подпись сообщала, что «В. Ритчи (англ. W. Ritchie), знаменитый трюкач, собрал велосипед с толстыми покрышками» (шинами низкого давления, англ. balloon tyres).
«Отцом фэтбайка» считается живущий на Аляске Марк Грюнвальд (Mark Gronewald), который и придумал термин fatbike. Трёхдюймовые покрышки на первых фэтбайках растягивались на 80-миллиметровых ободах до ширины примерно 3,5 дюйма.
Про появление первого серийного фэтбайка SURLY PUGSLEY знаменитый веломеханик Шелдон Браун говорил: «Pugsley is, in its way, as revolutionary as the original mountain bikes were in the early 1980». («Пагсли - это, в своём роде, такая же революция, как и появление горного велосипеда в начале 1980-х».) Но особенностью современного фэтбайка является не только широкое колесо, что было и раньше, но и широкий обод, сквозь который видна резина камеры. Именно таким способом в 2010 году ростовский умелец Ушаков Владимир соединил два обода и из камеры автомобиля сделал широкие (21 см) колёса, у которых, как у фэтбайка, камера проглядывала между спаренными ободами.
Широкое применение получили фэтбайки с применением новейших технологий: карбоновых рам, ободов и других компонентов. Такие велосипеды могут весить менее 10 кг, а по управляемости мало проигрывать стандартным горным велосипедам
В апреле 2013 года трое участников из Санкт-Петербурга успешно прошли на фэтбайках 310 км по снегу вдоль чукотского побережья Северного Ледовитого океана