Die sogenannte 4. Generation an Fahrradverleihsystemen wird in verschiedenen Publikationen erwähnt und dort durch innovative Entwicklungen der schon vorhandenen Strukturen und Betriebsabläufe der 3. Generation in naher Zukunft charakterisiert [Dema09, DIFU10, Interde10, Difu12].

Ein wichtiges Handlungsfeld stellt dabei die über eine reine Standortpolitik (das heißt Positionierung von Verleihstationen an Haltestellen des Öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) und engmaschige Verteilung über das Stadtnetz) hinausgehende Integration der öffentlichen Fahrräder in das System des Öffentlichen Verkehrs (ÖV) dar. Das betrifft insbesondere die tarifliche Integration (Kombiprodukte, Angebotsbündelung), aber auch gemeinsames Marketing oder Betrieb. Angesichts der historisch gewachsenen strukturellen und rechtlichen Rahmenbedingungen, in die der ÖV in Deutschland eingebunden ist, stellt dies keine leichte Aufgabe dar [vergleiche BMVBS10j, Interde10].

Die Entwicklungsperspektiven liefern auch Ansätze zur weiteren Vereinfachung der Ausleihe und Rückgabe in Verbindung mit Ortungstechnologie und der neuen Mobilfunkgeneration ("Drop and Go" Stationen). Ein Pilotprojekt in Berlin beschäftigt sich unter anderem mit neuen technischen Ansätzen für das Stationsdesign in Form von virtuellen Stationen, bei denen die Räder ohne aufwendige technische Infrastruktur frei im Umfeld einer Stele abgestellt werden können [Knie10].

Weitere Entwicklungsmöglichkeiten bestehen in der technischen Weiterentwicklung der Räder. Neben Verbesserungen im Design des Fahrrades und der Fahrradstation steht hier die einfachere Handhabbarkeit und der Diebstahl- beziehungsweise Vandalismusschutz im Vordergrund. Neue Nutzergruppen und Aktionsradien lassen sich vermutlich mit dem Einsatz von E-Bikes/Pedelecs als öffentliche Fahrräder generieren. Im Rahmen des BMVBS-Modellversuches "Innovative öffentliche Fahrradverleihsysteme" kommen in Stuttgart Pedelecs zum Einsatz [NRVP09]. Darüber hinaus werden im Forschungsvorhaben inmod - Elektromobil auf dem Land [inmod12] Elektrofahrräder im ländlichen Raum als Zubringer zum ÖPNV eingesetzt. Neuerdings werden auch erste Lastenfahrräder in bestehende Fahrradverleihsysteme integriert, um so verstärkt den Liefer- beziehungsweise Transportverkehr in den innerstädtischen Straßen zu verringern [BMVI16b].

Derzeit wird auch an Optimierungsstrategien zur Verringerung des hohen Aufwandes für den Transport der an anderer Stelle benötigten Räder gearbeitet (zum Beispiel in Paris drei Euro pro Umdisposition eines Fahrrades). Ein Bonusmodell für die Abgabe des Fahrrades an schlechter erreichbaren Standorten wurde bereits in Paris (Vlib) eingeführt und führte zur Verbesserung der Verfügbarkeit von Fahrrädern an allen Standorten [Dema09]. Im Oktober 2015 wurde das öffentliche Fahrradverleihsystem in München eingeführt. Bei Rückgabe eines MVG-Rades an den Radstationen in der Stadt werden 10 Freiminuten gutgeschrieben. Im Landkreis München ist die Rückgabe an den Stationen Pflicht [MVG21].