Başarılı ilk iki tekerlekli motorlu taşıt tasarımını 19. yüzyılın sonlarında Fransız mucitler Michael ve Eugene Werner geliştirdiler. Wer-nerler, motoru kadronun alt bölümüne, iki tekerleğin arasına yerleştirdiler. O tarihten sonra da motosiklet tasarımlarında motor hep aynı yerde kaldı. 20. yüzyılın başlarında çeşitli ülkelerde düzenlenen yanşlar, motosiklet tasarımlarında önemli gelişmelerin sağlanmasında etkili oldu. Ateşleme ve vites donanımlarının da eklenmesiyle, motosiklet bir süre sonra bugünkü biçimine benzer bir yapıya kavuştu. Günümüzdeki motosiklet motorlarının çoğunda bir ya da iki silindir vardır; ama eskiden, hatta II. Dünya Savaşı'ndan (1939-45) önce dört silindirli motosiklet motorları da yapılmıştı. Daha sonra özellikle yarışlar için üç, altı ve hatta sekiz silindirli motosikletler geliştirildi. Motosiklet motorlarının büyük çoğunluğu, iki zamanlı ya da dört zamanlıdır; 1970'lerin başlarında Wankel tipi döner pistonlu motorlarla çalışan bazı motosikletler de üretilmiştir {bak. İçten Yanmali Motor). Elektrik motoruyla çalışan pedallı motosikletler de yapılmıştır; bunlara moped denir.

Otomobil motorlarında olduğu gibi, içten yanmalı motosiklet motorlarında da normal olarak motoru dengeli bir hava ve benzin buharı karışımıyla beslemeye yarayan bir karbüratör bulunur. Motora beslenecek yakıt miktarı ve buna bağlı olarak da motorun hızı, gidonun sağ elle tutulan uç kesimine yerleştirilmiş gaz kolunun döndürülmesiyle ayarlanır. Benzin-hava karışımı, silindirde elektrik kıvılcımıyla ateşlenir. Kıvılcım oluşturmak için gerekli akım, motora bağlı bir şarj dinamosundan ya da genellikle şarj dinamosuyla yüklenen bir aküden sağlanır. Motorların pek çoğunda yağlama, basınçlı bir yağ sistemiyle; bazı iki zamanlı motorlarda ise benzine yağ karıştırılarak yapılır. Yanma sırasında oluşan ısı, motorun soğutma sisteminin yardımıyla büyük ölçüde çekilip alınır. Büyük motosikletlerin çoğunda, otomobillerdekine benzeyen radyatör ile su soğutmalı bir sistem vardır; ama motosikletlerin pek çoğu hava soğutmalıdır. Bunların motor bloğu, soğutma kanatçıklarıyla çevrilidir; soğutma kanatçıkları, motosiklet hareket halindeyken motorun üzerinden geçen havanın geniş bir yüzeye temas etmesini sağlar. Motosikletlerde, otomobillerdekine benzer bir vites kutusu ile bir kavrama (debriyaj) sistemi bulunur {bak. Motorlu Taşitlar); motosikletlerde en az iki ileri vites vardır. Hızı düşürmek ya da artırmak için vites kutusunda gerekli dişli değişikliği, yani vites değiştirme işlemi, genellikle ayakla çalıştırılan bir kolla yapılır; skuter ve moped tipi bazı motosikletlerde ise bu işlem, gidon üzerinde bulunan bir vites kolunu döndürerek gerçekleştirilir. Modern motosikletlerin çoğu 5 ya da 6 viteslidir. Öte yandan 18 vitesli bazı yarış motosikletleri de vardır; bunlarda viteslerin bir bölümü ayakla, bir bölümü de elle değiştirilir.

Bazı motosikletlerde, özellikle skuterlerde ve mopedlerde, vites kutusundaki dişli değişimi, yani vites değişikliği, belirli alt ve üst hız değerleri arasında kendiliğinden, kesintisiz biçimde gerçekleşir. Bu düzenekte herhangi bir anda motor ile tekerlekler arasındaki hız aktarımı oranı, o anda motora beslenen yakıt gaz miktarı (gaz kolunun konumu) ve motorun yapmak zorunda olduğu iş miktarına (yokuş çıkarken ya da ağır yükle daha çok; yokuş aşağı ya da hafif yükle daha az iş yapılır) bağlı olarak otomatik olarak ayarlanır. Motordan vites kutusuna hareket aktarımı dişlilerin ya da bir zincirin yardımıyla, vites kutusundan arka tekerleğe hareket aktarımı ise genellikle zincirle, ama bazen de mille sağlanır.

Bir motosikletin kadrosu dayanıklı olmalı, kolayca eğrilip bükülmemelidir. Kadro, metal borulardan, çoğunlukla preslenerek biçimlendirilmiş çelik levhalardan ve döküm yoluyla hazırlanmış metal bloklardan yapılır. Motosiklette sarsıntıyı önlemek ya da azaltmak için, kadroyu tekerleklere bağlayan çatallar, yaylarla ve hidrolik amortisörlerle donatılır; bu tür bir askı sistemiyle, tekerlekler bir çıkıntı üzerinde zıplasa bile kadronun bundan fazlaca etkilenmemesi sağlanır. Ön askı sistemi, birbirinin içinde kayan iki boru biçimindeki teleskopik çatallardan oluşur. İlk motosikletlerde, bisikletlerdekine benzeyen üzengi tipi frenler kullanılırdı {bak. Fren); ama bugün temel olarak tekerleğin göbeğine yerleştirilen kampanalı frenlerden yararlanılmaktadır. Öte yandan, büyük motosikletlerde hidrolik olarak çalışan diskli frenler de giderek yaygınlaşmakladır. Motosikletlerdeki elektrik sistemi ve dolayısıyla ışık ve korna donanımları, otomobillerdekine benzer. Pek çok motorda ilk çalıştırma vites kutusuna takılmış bir pedalla sağlanır; ama elektrikli marş motorları olan motosikletlerin sayısı da giderek artmaktadır.
II. Dünya Savaşı'ndan sonra motor veriminin artması ve daha hafif kadroların kullanılmasıyla daha küçük motorlarla çalışan mopedler geliştirildi. Skuterler ise ilk olarak 1950'lerde özellikle İtalya'da hızla yaygınlaştı. Skuterlerin genellikle preslenerek biçimlendirilmiş çelik bir gövdesi; önde, rüzgâra karşı koruma sağlayan bir siperliği; geniş tabanlı lastik takılmış küçük çaplı tekerlekleri ve arka tekerleğin yakınma yerleştirilmiş bir motoru vardır.

Motosiklet
Bir çeşit bisiklettir. Bisikletten farkı daha ağır yapılı olması ve bir motor vasıtasıyla hareket etmesidir. İlk defa 20. yüzyılın başlarında kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca bisikletlere de motor takılarak güçten ve zamandan kazanılmış tır. 1950 yılından sonra «Skuter» (Scooter) adı verilen motosikletler yapılmış, büyük rağbet görmüştür. Motosiklet motorlarının ilk hareketi genel olarak manyeto ile verilir. Ancak büyük motosikletlerde ilk çalışma gücü akümülatör vasıtasıyla sağlanır. Motor kuvvetiyle devamlı olarak çalışan manyeto, gereken elektrik akımını sağlar. Motosiklet motorları genellikle tek, ya da İki silindirli olur. Üç veya dört silindirli olanlar da vardır. Motorun çalışmasıyla meydana gelen kuvvet, vites kutusu vasıtasıyla arka tekerleğe aktarılır. Arka tekerleği çeviren motor gücü, motosikletin ilerlemesini sağlar.
İkinci Dünya Savaşı öncesi Avrupa’da halkın bisikletlere küçük motorlar takmasına kadar dayanır. İlk motosikletler de bu yapıdaydı. Düşük maliyetleri ve hafif olmaları sebebiyle ilgi gördü. Motosiklet hem motor hem de konstrüksiyon bakımından mobiletlerden daha güçlü bir yapıya sahiptir. Kullanılış yerlerine göre, şehir içi ve şehir dışı maksatlı olarak ikiye ayrılabilirler. Şehir içinde ve köy yollarında kullanılan tipleri 80-400 cm 3 hacminde, tek silindirli, hafif yapılı taşıtlardır. Maksimum hızları saatte 140 km’yi geçmez.