Một động cơ xe máy là một động cơ cung cấp năng lượng cho một chiếc xe máy. Động cơ xe máy thường là động cơ đốt trong hai thì hoặc bốn thì, nhưng các loại động cơ khác, như Wankels và động cơ điện, đã được sử dụng.
Mặc dù một số xe mô tô, như VéloSoleX, có lực ma sát với lốp trước, động cơ xe máy thường lái bánh sau, năng lượng được gửi tới bánh lái bằng dây đai, xích hoặc trục. Trong lịch sử, khoảng 2.000 chiếc Megola được sản xuất trong khoảng thời gian 1921-1925 với hệ dẫn động bánh trước, [1] và Rokon hiện đại, một chiếc xe máy địa hình có cả hai bánh được điều khiển, đã được sản xuất từ năm 1960. [2]
Hầu hết các động cơ có một hộp số với tối đa sáu tỷ lệ. Thiết bị đảo ngược đôi khi được tìm thấy trên các tourer hạng nặng, ví dụ như Honda GL1600 và xe máy sidecar, chẳng hạn như Ural. Người lái thay đổi bánh răng trên hầu hết các xe máy bằng cách sử dụng bàn đạp chân và ly hợp thủ công, nhưng các mô hình ban đầu có cần gạt tay. Gần đây, một số có hộp số tự động hoặc bán tự động.
Bên ngoài Hoa Kỳ, công suất động cơ thường dao động từ khoảng 50 cc đến 650 cc; nhưng ở châu Âu kể từ năm 1968, những chiếc xe máy có công suất lớn hơn đã trở nên phổ biến, cao ngang với động cơ 2.300 phân khối (140 cu in) của Triumph Rocket. Tại Hoa Kỳ, xe máy động cơ V-Twin có dung tích từ 850 cc trở lên là tiêu chuẩn kể từ những năm 1920.