원동기를 장착하여 그 동력으로 주행하는 이륜차.

오토바이는 가솔린 기관을 장치하여 그 동력으로 움직이는 2륜 자동차이다. 보통 뒷바퀴가 기관에 의해 움직이고, 앞바퀴는 방향을 잡는다. 모터사이클이라고도 한다.
[역사]
1869년에 프랑스의 미쇼가 증기 기관을 단 것을 개발하였고, 1885년에 독일의 다임러가 가솔린 기관을 단 것을 만들었으나 실제로 쓰게 된 것은 1900년 이후이다.
[배기량과 구조에 따른 구분]
오토바이는 기관의 총 배기량에 따라 50㏄ 정도의 소형부터 300㏄ 전후의 중형, 500㏄가 넘는 대형 등이 있다. 구조도 차체에 걸터앉아 타는 정통적인 것에서부터 자전거에 50㏄ 이하의 보조 엔진을 단 모페드, 기관이 좌석 밑에 있고 양쪽 발을 가지런히 얹고 타는 스쿠터, 차체 옆에 승객 전용칸을 붙인 사이드카 등 여러 가지가 있다.
[용도에 따른 구분]
그 밖에도 용도에 따라 짐을 싣거나 이동을 위해 사용하는 실용형, 취미나 오락을 목적으로 하는 스포츠나 레저용, 특별한 경기를 위해 만든 경주용 등이 있다. 오토바이는 엔진의 힘으로 움직이므로 힘이 들지 않으며 두 바퀴로 달리기 때문에 좁은 길도 거침없이 갈 수 있다. 또 자동차보다는 싸기 때문에 많이 이용되었다. 그러나 최근에는 도로가 번잡해지고 외부에 노출되기 때문에 배달이나 순찰 등의 특별한 목적이나 스포츠와 레저용 외에는 사용자가 줄고 있다.
[오토바이의 이용]
오토바이는 바퀴가 2개라는 점에서 자전거와 비슷하다. 기관이 달려 있어 빠르고 기동성이 뛰어나므로 경찰의 순찰, 상업용, 통근 및 스포츠 등 여러 방면에 이용된다. 
[오토바이의 기관]
4행정 사이클 가솔린 기관이나 2행정 사이클 가솔린 기관이 사용된다.