オートバイの種類（オートバイのしゅるい）では原動機を搭載した二輪車（日本語では三輪、時に四輪や一輪のものを含む）であるオートバイの形状や用途による分類を解説する。

 分類 
オートバイは用途、設計、特徴などのさまざまな要素によって分類され、その種類は数多い。分類方法には法規に基づく排気量や変速型式を規準にする分類や、用途、構造、特性など、利用者の価値観に基づく分類などが挙げられ、それらを組み合わせた説明がなされている場合が多い。

たとえば、1980年代に出版された百科事典では、大別すれば、
 スポーツ性を重視し、身体を使いつつ、走行すること自体を楽しむタイプ
 通勤、通学などの移動手段として利用される比較的小型のタイプ
になるとされ、1 のスポーツ性を重視したものをさらに細分化すると、
 舗装道路を快適に走るためのオンロードモデル
 路面状況を選ばず走るためのオフロードモデル
に大別できるとされている。さらにスポーツ性を重視したモデルの中でも、オンロード、オフロードともに一般公道での走行ができない、オートバイ競技専用の車両なども存在する。

こうした規準を踏まえたうえで、一般に流通しているオートバイを扱うカタログ雑誌ではネイキッド、スーパースポーツ、ツアラー、メガスポーツ、クルーザー、デュアルパーパス、スクーター、レーサー、ビジネスバイク、などといった分類のもとにオートバイの車種の解説が行われている。

排気量の大きさで区別して、排気量の大きなものを「大型バイク」、排気量の小さなものを「ミニバイク」と分類することもある。例えば駐輪場の管理者などが用いており、何cc以上を大型と見なすか、その線引きについては、さまざまな方法がある。駐輪場などでは実際上は125cc以上で線を引いている例は多いが、文言上は50cc以上としている例もある。自動車免許での運転が可能な原動機付自転車など、排気量の小さなものを「ミニバイク」と呼ぶことがある。

その車両を使用したレースなどが存在し、競技車両規則から一定の仕様が求められる場合などにおいては厳格な仕様、分類などが当てはめられる場合もあるが、こうした分類はメーカーによる販売戦略を受け、使い勝手の広さをアピールする意図で他の分類を意味する単語が与えられたり、オートバイ雑誌やユーザーなどによって異なる分類がなされ、さらなる細分化がなされることがある。したがって、以下に列記する分類名は必ずしも普遍的なものではない。

 オンロードモデル 

オートバイメーカーの総合カタログなどにも用いられる大分類で、ロードスポーツ、ロードバイクとも呼ばれる。舗装路を快適に走行できるように工夫されたタイプのオートバイを総称してこのように分類され、道路舗装の進んだ日本などの国では最も車種構成の幅広い分類である。

 ネイキッド
 日本以外ではスタンダード()やロードスター()と呼ばれる、最も基本的な車体構成を持つ車種である。日本では1980年代にカウルを装備した車種が流行したのち、カウルの無い車種を区別して「ネイキッド」と呼ぶことが一般化した。それ以前は戦中戦後に日本で多く見られたアメリカンとは対照的に、ヨーロッパで広まっていたスタイルの車種として「ヨーロピアン」と呼ばれていた。
 
 ストリートファイター
 カウルを装備していないオートバイの分類で、ネイキッドを細分化した1ジャンルとして扱われる場合もある。乗車姿勢やエンジンの特性は乗りやすさよりも走行性能を重視している。
 
 スーパースポーツ
 サーキットなどでのスポーツ性の高い走行に比重をおいた車種である。乗車姿勢は前傾が強くスポーツ性が高いが、クッションが硬いシートなどにより、長距離走行では疲れやすい。日本ではかつてレーサーレプリカと呼ばれた。
 
メガスポーツ
 外観はスーパースポーツに近いが、大排気量のエンジンと比較的大柄な車体を持ったものをこのように呼ぶ場合がある。
 
 ツアラー
 長距離のツーリングを快適に行うことを目的とした設計がなされた車種をこのように分類する。総じて、乗員に当たる走行風を軽減するための大きめのカウルや、長距離でも疲れにくい乗車姿勢の車体構成を持ち、直進安定性の高い車体特性などを備えている。高出力エンジンを搭載したハイスピードツアラーや、旋回性能などを高めたスポーツツアラーなどのように細分化される場合もある。
 
 アメリカン
 北米大陸の郊外に多く見られる直線道路を長く移動する利用環境のなかで、アメリカ合衆国を中心に発達したタイプを日本ではこのように呼び、オートバイメーカーの分類にも用いられる。英語圏ではクルーザー()と呼ばれる。ドラッグレースをイメージさせるものはドラッグとも呼ばれる。
 
 ストリートバイク
 取り回しが楽で、市街地走行に十分なエンジン性能をもつ車種をストリートバイクと呼ぶ場合がある。空冷単気筒エンジンやシングルクレードルフレームといったシンプルな車体構成により改造の自由度が高く、スカチューンやローダウンといったカスタムのベースとされる。
 オールドルック
 スポークホイールや空冷エンジンなど、旧車が持つ外観的特徴を持つものをこのように分類する。本当の旧車は設計や製造そのものが古いのに対し、オールドルックは昔の（オールド）オートバイを模した外観（ルック）の意匠を持つだけで、部品は新しい設計のものが搭載されている。
 カフェレーサー
 イギリスのロッカーズが1970年代に始めたとされる改造スタイル。カフェを起点とする短時間の公道レースに使うため、市販車を当時のグランプリロードレース車両を模したスタイルにチューンしている。
 後にメーカーからカフェレーサー風のデザインを採用したモデルや交換用の純正パーツが販売されているが、乗車姿勢を調整し乗りやすく仕上げたモデルが多い。
 
 スクランブラー
 スクランブルレースで用いられたオンロードバイクの車体にオフロードタイヤを履かせたオフロードバイクの原型となったタイプ。
 ビッグスクーター
 排気量の大きなスクーターをビッグスクーターと呼び分ける場合がある。
 

 オフロードモデル 

舗装道路以外でも走ることを前提に設計されたものを「オフロードタイプ」や「オフロード車」などと呼ぶ。中排気量のものを「ミドルオフロード」または「ミドルオフ」、大排気量のものを「ビッグオフロード」または「ビッグオフ」とも呼ぶ。総じて大径のスポークホイールや長いストロークを持つサスペンション、軽量で細身の車体を持っているのが特徴である。軽量化のためにバッテリーやセルモーターを廃したものもある。かつては「スクランブラー」と呼ばれていた。
 デュアルパーパス
 オフロードタイプのうち、公道を走れるように法定保安部品類を備えたものをメーカーの大分類ではこのように呼ぶ。メーカーによってはトレイルと呼ぶ場合もある。
 
 アドベンチャー
 デュアルパーパスのなかでも大排気量のエンジンとハーフカウルを搭載したものを、近年ではアドベンチャーと呼ぶ例が多い。アルプスローダー（和製英語）やマルチパーパスと呼ばれる場合もある。アフリカやオーストラリアに見られる広大で平坦な砂漠地帯でのラリーレイド競技（ダカール・ラリーなど）で従来から使用されている車両のイメージを踏襲しながら、一般ユーザー向けに舗装路や市街地でも快適で使いやすい設計とした製品が多い。
 スーパーモタード
 スーパーモタードという競技に用いられる車両である。
 
 フラットトラッカー、ダートトラッカー
 アメリカで発祥したダートトラックレースに特化したオートバイを指す。単気筒のエンジンを搭載したスリムで低めの車体で、サスペンションストロークは少なく、ダウンフェンダーで後部に大きなゼッケンプレートを持つ外観が特徴である。こうした外観的特徴を持ちながら保安部品を備えた車種も国産メーカーから市販されていたことがある。
 モトクロッサー、モトクロスバイク
 モトクロスと呼ばれる、林間や岩場などに設けられたコースでの競技に特化したもので、公道走行に必要な保安部品を持たないものがほとんどである。
 
 エンデューロレーサー、エンデュランサー、エンデューロマシン、エンデューロバイク
 オフロードの耐久レースに特化したオートバイを指す。モトクロスバイクに近いが、長時間の走行でも疲れにくい特性を持っている。公道走行できるようになっているものが多く、前述のデュアルパーパスと重なる特徴が多い。
 
 トライアルバイク、トライアラー
 岩場や沢、崖、あるいは人工の障害物などを走破する技術を競う競技（トライアル競技）に特化したオートバイを指す。保安基準を備えて公道走行できる車種も市販されている。
 
 ファームバイク、アグリカルチャー
 一般的な特徴として、左右両側に備えられたサイドスタンド、大型のリアキャリアとハンドルポスト上のフロントキャリア、大型の泥除け(マッドガード)などを有し、人が歩く程度の速度で移動可能な低いギア比のトランスミッションや副変速機が備えられる。チェーンドライブの場合には牧草などの巻き込み防止のためにフルカバータイプのチェーンカバーが装備される場合がある。クラッチレバーやブレーキレバーを引いた状態で固定しておけるロック機構が装着されるなど、一般的なデュアルパーパスとは大きく異なる外観や機能性が持たせられている。かつては機構の一部を省略しながらもこうした外観的特徴を強く残した車種が国産メーカーから市販されていたことがある。

 タウンユースモデル 

通勤、通学、あるいは事業活動にオートバイが利用される場合は多く、こうした用途に向けて設計された車種をタウンユースモデルと呼ぶ場合もある。ファミリーバイクと呼ばれることもあり、メーカーによる製品の分類名とする場合や、保険会社が提供する特約の対象として、用途が限定された車両の区分として用いられている場合などがある。また、報道や行政では、小型のオートバイを総称してミニバイクと呼ぶこともある。

片手がふさがった状態であってもシフトチェンジができるように遠心式自動クラッチを採用してクラッチレバーを割愛するなど、運用を補助する簡便な操作形態に設計されている場合がある。出力よりも経済性、利便性が優先され、積載量、耐久性、燃費や車両価格などに秀でた設計とされる傾向にある。

 スクーター
 ほとんどの車両がオートマチックトランスミッションを用いた簡単な操作で運転できる。フットボードの下をフレームが通る車体構成から車両を跨いで乗車する必要がない。
 
 ビジネスバイク
 郵便や新聞などの配達業務、ラーメン屋や蕎麦屋などに代表される外食業界の出前業務、銀行や証券会社の顧客訪問などに利用されることを主眼に設計された車種をこのように分類する。多くは原付もしくは小型自動二輪車で、高い耐久性と低燃費が特徴である。一般に、多くの荷物を積めるように後ろの荷台が大きく頑丈で、また大きな前カゴをつけられるように設計されている。サスペンションは重積載に耐えるように固めのバネが組まれ、後ろの荷台に大きく背の高い貨物を積んだ際にも乗降が楽なように、アンダーボーンフレームを有する。雨天時でも足もとが前輪の泥はねで汚れないように両足を覆うレッグシールドを備える場合も多い。
 
 宅配バイク
 ビジネスバイクのなかでもピザやビールケースなどの運搬に最適化されたものが広く普及してこのように呼ばれるようになった。屋根付きの三輪スクーターが元来の形態で現行の市販車ではホンダ・ジャイロキャノピーが代表格となっている。1985年2月15日より道路交通法上はミニカーの扱いで、ヘルメット着用と法定速度30km/hが適用されないことから、1985年に日本初の宅配ピザであるドミノ・ピザが創業する際に、ヒガ・インダストリーズがオリジナルで設計したのが始まりであった。1980年代後半から登録台数の増加に伴って事故も激増したことを受け、運行上の特性が二輪車に類似しているなどの理由から、1991年1月1日から道路交通法上の扱いが原動機付自転車に変更された。後部には宅配商品を乗せるトランクが付いている。現在では屋根付き三輪スクーターに限らず、似たような形態のものを呼ぶ場合も多い。
 
 モペッド
 自転車のように足でこぐこともエンジンの動力で走ることもできる二輪車を指す。日本では訛ってモペットとも呼ばれる。原動機を指すモーター (motor) とペダル (pedal) のかばん語でモペッド (moped) と呼ばれるようになった。無免許で運転可能なフランスやイタリアの製品が多いが、現在の日本ではエンジンの動作状態にかかわらず原動機付自転車の扱いとなるため普及していない。
 

 特殊車両 
 警察用車両
 世界各国の警察がオートバイを警察車両として運用している。日本の警察では1914年に宮田製作所によって製作された車両の一部が導入されたのを最初として、1936年以降白バイに代表される運用がなされている。

 消防用車両
 日本の消防庁は消防バイクとしてオートバイを活用している。消防バイクはオフロード車などを用いてポンプ車が入れない狭隘地などへ入り初期消火を担当している。
 救急用車両
 救急バイクは4輪車に比べて小型で機動性が高い特性を利用し、渋滞の先にある事故現場へいち早く駆けつけて救命率を高めるために用いられている。日本でもわずかずつだが導入される動きがある。

 軍用車両
 第一次世界大戦以降、各国の軍隊はそれまでの馬に代わり、オートバイを用いて騎兵の機械化を図っていった。始めは戦場での悪路走行や劣悪な整備事情を考慮して、サイドバルブやリジッドフレームなどの頑丈で信頼性の高い設計を用いた、ハーレーダビッドソンや:en:BMW R75等の大排気量のオートバイがサイドカーなどの形態で用いられることが多く、大日本帝國陸軍もハーレーのサイドバルブモデルをライセンス生産した九七式側車付自動二輪車等を採用していた。
 第二次世界大戦で航空機が発展してくると、空挺部隊などの新たな兵科が台頭する。この戦争でも前述の大型オートバイが引き続き使用され続けた一方、空挺兵の空挺降下後の移動手段の一つとして、輸送機内での携帯にも適した超小型スクーターが各国で研究開発され、幾つかは実戦配備された。
 戦後は復興に伴う道路事情の改善などにより、前述の旧式設計の大型オートバイは次第に淘汰されていき、憲兵の日常のパトロールに適した高速走行重視のオンロード車、荒れ地でのより高速な機動性の確保を重視したオフロード車など、各国の軍事事情に合わせて様々な車種が選定され、採用されている。変わった例ではアメリカ軍が自軍の採用車種の使用燃料をJP-8に統一する目的で開発したである、Hayes Diversified Technologies(HDT) M1030M1が存在する。
 陸上自衛隊の情報小隊などではオフロード車を偵察、連絡用に使用している。災害時には、崩落地帯やがれきの山を突破して連絡したり救助活動を行うことができる。

 競技用 
オンロードレースやオフロードレースに関わらず、競技用の車両として一般向けに市販される完成車で、コンペティションとも呼ばれる。保安部品を備えず、登録書類は発行されないのが一般的である。競技車両規則に基づいて製造販売される物もある（ホモロゲーション）。輸入車両については、通関証明書類を提示し保安部品を備えれば正規に車両登録することが可能で、公道走行も行える場合がある。このことから、日本でも販売している競技用車両を海外から輸入（いわゆる逆輸入）して公道走行仕様にする業者もある。

ポケットバイクと呼ばれる、1970年代に日本で誕生したミニチュアサイズのオートバイや、ホンダ・QR50やヤマハ・PW50のように子供用として設計されたモデルもある。