I motori più semplici sono quelli monocilindrici (a 1 cilindro), indipendentemente dal ciclo di funzionamento prescelto; altri fattori però, come le prestazioni e le vibrazioni, obbligano ad aumentare il numero dei cilindri. Il frazionamento della cilindrata, infatti, permette di aumentare la potenza specifica dei motori e di diminuire i problemi di vibrazioni caratteristici dei motori monocilindrici. Aumentando il numero dei cilindri si riesce ad ovviare questo problema per minore inerzia delle parti interne in movimento, dal momento che i singoli pezzi che devono muoversi sono più piccoli, nonché per la possibilità di compensare le vibrazioni indotte da un cilindro con quelle indotte dagli altri. Naturalmente questo implica una maggiore complicazione del progetto ed un maggior peso complessivo. di seguito analizzeremo quelle che sono le configurazioni più utilizzate nel mondo delle moto.

E' il motore più usato per le moto sportive costruite in Italia. I bicilindrici, erogano, a parità di cilindrata, meno potenza rispetto ai  quattro cilindri, ma la potenza arriva subito, fin dai bassi regimi e la coppia è sempre molto alta. Il piano formato dai due cilindri è disposto nella direzione di marcia. L'angolo formato dai due cilindri può variare dai 90° (vengono chiamati anche bicilindrici a " L" ) ai 45° delle HARLEY-DAVIDSON. Nel mezzo ci sono i 75° delle custom YAMAHA, i 52° della TRANSALP e altro ancora.... Quando l'angolo fra i due cilindri è di 90° l'equilibratura rimane di per sé assicurata, ma abitualmente si impiegano angoli più stretti per motivi d'ingombro e compattezza. Fra gli svantaggi occorre citare l'aumento del costo per costruire separatamente i cilindri e un non perfetto raffreddamento del cilindro posteriore. In questo caso è meglio affidarsi al raffreddamento a liquido, specie per i motori sportivi. Il bicilindrico a " L" è usato in prevalenza dalle  moto sportive italiane, come le DUCATI Monster, le 749, le 999 e l'APRILIA RSV Mille. Anche i giapponesi ultimamente hanno prodotto buoni motori bicilindrici a " L" come quelli montati sulla HONDA VTR 1000 SP e sulle SUZUKI SV650 e TL1000 (che poi sono anche gli stessi propulsori usati dalla CAGIVA per la RAPTOR...) Senza poi dimenticare i grossi bicilindrici a "V" raffreddati ad aria delle  americane HARLEY-DAVIDSON e delle BUELL.

Questo costituisce un caso simile a quello precedente, però con la disposizione della V  a 90° dei cilindri trasversale rispetto al senso di marcia. I cilindri sono esposti all'aria, ottenendo cosi un buon raffreddamento; inoltre il motore è stretto al livello del carter, in basso, e molto largo nella parte alta dove sporgono i due cilindri. E' un motore adatto alla trasmissione cardanica perché gli assi della trasmissione sono paralleli alla direzione di marcia. Questo tipo di motore è usato esclusivamente dalle MOTO GUZZI.

Questo tipo di motore adotta due cilindri coricati e contrapposti (boxer) disposti in maniera trasversale rispetto al senso di marcia. I pistoni si muovono contemporaneamente, assicurando un perfetto equilibrio meccanico e regolarità nell'erogazione della potenza. Il baricentro della moto col motore boxer è molto basso, a tutto vantaggio della maneggevolezza. E' ottimo anche il raffreddamento dei cilindri. Gli svantaggi sono i grandi ingombri laterali e un'eccessiva trasmissione di calore alle gambe del pilota. Il bicilindrico boxer è  il motore tipico delle tedesche BMW serie R.

Questo tipo di motore offre vantaggi soprattutto nel senso della semplicità e dell'economia di fabbricazione, poiché i cilindri e le testate si possono produrre con un unico blocco di fusione. La posizione dei cilindri in linea, perpendicolari alla direzione di marcia, permette un eccellente raffreddamento se questo si effettua semplicemente ad aria. Era la soluzione più diffusa negli anni sessanta quando era ancora poco diffuso il raffreddamento a liquido. Oggi viene poco usato per via delle vibrazioni elevate, degli ingombri laterali e della scarsa potenza specifica.  E' comunque ideale per viaggiare facendo turismo in quanto la potenza viene erogata in maniera dolce e fluida. Adottano un bicilindrico in linea la YAMAHA TDM, la Kawasaki ER-5 e W650, la TRIUMPH BONNEVILLE.

E' un caso simile a quello dei motori bicilindrici in linea con un terzo cilindro in più collocato sulla stessa linea. Si tratta di un motore più largo e, affinché le vibrazioni non risultino eccessive, è necessario che i cilindri risultino inclinati in avanti di 120°. Anch'esso offre un vantaggio di raffreddamento ad aria, benché il cilindro centrale si riscaldi sempre più degli altri. E' una soluzione a metà tra il due ed il quattro cilindri, e coniuga una buona coppia anche a bassi regimi (tipica dei bicilindrici) con una regolarità e una buona potenza specifica (tipica dei quattro cilindri). E' il motore tipico della casa inglese TRIUMPH, che lo utilizza in particolare sulla SPEED TRIPLE e sulla DAYTONA.

Il vantaggio di questo motore è l'equilibratura, nel caso di angolo a 90°, associata alla larghezza ridotta rispetto al quattro cilindri in linea. La costruzione è costosa perché richiede due fusioni per le testate e due per il blocco dei cilindri con il raddoppio della distribuzione. Tutto questo aumenta anche il peso del motore. L'albero a gomiti è di lunghezza doppia rispetto a un due cilindri a V e presenta una manovella per ogni coppia di cilindri, cosi da rendere l'ingombro del motore limitato e con un buona rigidità. Ovviamente la geometria dei movimenti dipende dagli angoli con cui è costruito il motore.  Poche le moto che adottano questo raffinato motore, una su tutte la HONDA VFR.

E' il motore più usato dalle supersportive giapponesi. I quattro cilindri erogano, a parità di cilindrata, più potenza rispetto ai bicilindrici, anche se bisogna arrivare sulla zona rossa del contagiri per avere a disposizione tutta la potenza. Infatti, rispetto ai bicilindrici, i quattro cilindri sono un po' "vuoti" in basso e bisogna tenere il motore almeno sui 4.000 giri\min per renderlo fluido e scattante. E' un tipo di  motore semplice ed economico nella fabbricazione del blocco dei cilindri e della distribuzione. La larghezza totale del motore diventa elevata ma la sua equilibratura è ottima, visto che le bielle sono collocate a coppie con le centrali ruotate di 180° rispetto alle due esterne. In questo modo i pistoni salgono e scendono a coppie e si ottiene il doppio di combustioni ad ogni giro dell'albero. Troviamo il quattro cilindri in linea su tutte le supersportive giapponesi, dalle HONDA CBR, alle YAMAHA R1, dalle SUZUKI GSX-R alle KAWASAKI ZX-R... In Italia la MV AGUSTA produce un ottimo 4 cilindri in linea da 750 cc molto compatto per la sportivissima F4 e la naked BRUTALE.