Puchar Świata w kolarstwie szosowym w sezonie 2004 to szesnasta i ostatnia edycja tej imprezy. Od 2005 roku PŚ został zastąpiony cyklem UCI ProTour. Organizowany przez UCI, obejmował dziesięć wyścigów, z których wszystkie odbyły się w Europie. Pierwszy wyścig – Mediolan-San Remo – odbył się 20 marca, a ostatni – Giro di Lombardia – 16 października.
Trofeum sprzed roku obronił Włoch Paolo Bettini, zwyciężając po raz trzeci z rzędu. Najlepszym teamem okazał się niemiecki T-Mobile-Team.
Kalendarz Data Wyścig Zwycięzca Drugi Trzeci 20.03 Mediolan-San Remo Óscar Freire Erik Zabel Stuart O’Grady 04.04 Ronde van Vlaanderen Steffen Wesemann Leif Hoste Dave Bruylandts 11.04 Paryż-Roubaix Magnus Bäckstedt Tristan Hoffman Roger Hammond 18.04 Liège-Bastogne-Liège Davide Rebellin Michael Boogerd Paolo Bettini 25.04 Amstel Gold Race Davide Rebellin Michael Boogerd Aleksandr Winokurow 01.08 HEW-Cyclassics Stuart O’Grady Paolo Bettini Igor Astarloa 07.08 Clásica de San Sebastián Miguel Perdiguero Paolo Bettini Davide Rebellin 22.08 Mistrzostwa Zurychu Juan Antonio Flecha Paolo Bettini Jérôme Pineau 10.10 Paryż-Tours Erik Dekker Danilo Hondo Óscar Freire 16.10 Giro di Lombardia Damiano Cunego Michael Boogerd Ivan Basso