実用性を重視した車種では、安価で低燃費かつ整備がしやすい、小排気量の単気筒エンジンが搭載される場合が多い。趣味性の高い車種では、排気量の大きな物や複雑な機構を採用した物などが採用され、エンジン特性や運転音、外観などに趣味性を求められる場合が多い。オートバイはエンジンが露出して搭載されている場合が多く、デザインの一部ともなっている。シリンダー構成やシリンダーヘッドの種別、冷却形式やエキゾーストパイプの構成などを外観から識別可能である。
歴史.
ブラジルなどの一部の国ではエタノール燃料への対応を行う動きなども見られる。
ガソリンエンジン.
シリンダーヘッド.
吸排気のバルブトレーンを構成し、エンジンの性能や特性を大きく左右する。加えて、オートバイではエンジンの重心位置が車体の重心位置に大きく影響を及ぼすことから、シリンダーヘッドの重量や大きさなども意識した設計が行われる。
ギアボックス.
オートバイのトランスミッションは、戦前から戦後間もなくの頃までは、エンジンから独立したギアボックスを持つ分離式ギアボックスが用いられていた。その後、エンジンとギアボックスが一体化した内蔵式ギアボックスが登場し、エンジンが小型化した。しかし一方で、オートバイ用エンジンオイルにトランスミッションやクラッチの潤滑能力も要求されることにもなり、自動車用のエンジンオイルとは別にオートバイ用オイルがJASOにより規格制定されることに繋がった。
排気量.
シリンダー数とシリンダーレイアウト.
単気筒.
オートバイ用エンジンとして採用される例が多いものの一つで、ツインと呼ばれることが多い。
オートバイ用エンジンとして多く用いられているものの一つで、フォアとも呼ばれる。
ディーゼルエンジン.
他.
電動機.
電動オートバイは内燃機関に代わりバッテリーで電動機を駆動する。
排気ガスを排出せず、エンジン由来の振動や騒音が無いのが特徴である。
電動機は内燃機関とは異なり、低回転から最大トルクを発生するため変速機を必要とせず、駆動伝達部品を簡略化できる。ただし鉄道車両などでは目的のトルクを得るために減速機を接続することもある。
ハイブリッドエンジン.
ハイブリッドカーと同じく内燃機関と電動機を組み合わせたハイブリッドオートバイの研究も行われている。
水素燃料.