Первый мотоцикл построен немецкими инженерами Готтлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом в 1885 году. Бензиновый карбюраторный двигатель Даймлера и Майбаха имел мощность 1,5 л. с. и был установлен на деревянной раме с деревянными колесами.
В СССР производство мотоциклов, приобретшее массовый характер в 1950-х, уже с конца 1970-х искусственно поддерживалось на высоком уровне (до 1,4 млн мотоциклов и мопедов в 1990 г. — 2-е место в мире после Японии) ввиду значительного отставания производства и продаж легковых автомобилей, а также завышенных цен на них, вынуждавших многих потребителей (особенно в сельской местности) продолжать покупать мотоциклы (особенно мотоциклы с коляской) как заменители автомобиля. С началом массовой автомобилизации в России, начиная с 1992 года, происходит катастрофическое падение спроса и, соответственно, производства отечественной мототехники. Одновременно в 1990-х годах начинается бурный рост китайского мотопрома, всего за полтора десятилетия увеличившего объём производства (в том числе и за счёт переноса к себе оборудования ряда обанкротившихся европейских марок) с нескольких десятков тысяч до десятков миллионов (в 2008 году, например, произведено 27,5 млн ед. мототехники) и прочно занявшего положение мирового лидера по объёмам выпуска мототехники. При этом большая часть китайской мототехники находится в классах до 250 см³, что позволяет японским маркам до сих пор прочно удерживать свои позиции на мировом рынке в более тяжёлых и престижных классах мотоциклов (т. н. супербайков).
В странах Европы на плаву осталось лишь ограниченное число мотоциклетных марок, во многом поддерживаемое (особенно в классах бюджетной малокубатурной мототехники) высокими протекционистскими барьерами и строгими экологическими стандартами. В США ещё с 1930-х сложилась уникальная ситуация при которой на фоне тотальной автомобилизации в мотоциклетной рыночной нише сохранились только две национальные марки Harley-Davidson иIndian (последняя лишь до 1953 г.), а всю вторую половину ХХ века «царил» бренд «Харлей-Дэвидсон», создавший моду на мотоциклы типа чоппер и кастом, пользующиеся культовой популярностью в субкультуре байкеров или рокеров. Чопперы отличаются низкой вертикальной посадкой и передней вилкой с большим вылетом, что удобно при длительных переездах.
Падение спроса на обычные мотоциклы объективно обусловило (начиная с 1960-х) активную специализацию их типажа, спровоцированную, во многом, различными дисциплинами мотоспорта. Сначала из дорожно-кольцевых мотогонок родились скоростные мотоциклы типа «стрит» (важнейший признак — развитые обтекатели и низкий силуэт), затем внедорожные мотоциклы типа «эндуро» и «триал», пришедшие, соответственно, из дисциплин «шестидневка» и «триал», в дальнейшем дополненные мотоциклами для раллийных супермарафонов. Появление в конце 1960-х арочных шин низкого давления привело к созданию сначала двух- и трёхколёсных, а с 1980-х и четырёхколёсных внедорожных мотоциклов типа АТВ (квадроциклов). В 1970-х появились мотоциклы типа «неоклассик», представлявшие собой дальнейшее развитие традиционного мотоцикла с элементами оформления в стиле ретро. В дальнейшем получили распространение многочисленные подвиды мототехники, основанные на данных основных типах мотоциклов.
Отдельную главу в истории мировой мотоциклетной техники составили мотороллеры (в англоязычных странах «скутеры»), представляющие собой полностью закапотированные мотоциклы с вертикальной («стульчатой») посадкой водителя и площадкой без высокой перемычки для его ног. Первые мотоциклы такой схемы появились ещё в начале ХХ века, но относительное распространение получили лишь с конца 1930-х в США, как «внутризаводское» транспортное средство для передвижения по территории крупных производственных объектов. Но настоящую революцию в конструкции мотороллеров произвела в 1946 году итальянская фирма Piaggio («Пьяджо») создавшая в рамках конверсии на базе складного авиадесантного мотоцикла первый полноценный мотороллер Vespa (Оса) с привлекательным дизайном «кузова» и двигателем сблокированным с задним колесом и подвешенным на маятниковой подвеске. Данная сверхудачная модель стала законодателем мод в своём классе и спровоцировала в 1950-60-х настоящий «мотороллерный бум», утихший лишь с развитием массовой автомобилизации.
В 1979 году японская фирма Yamaha, фактически второй раз возродила класс «скутеров», создав модель Passol с пластиковыми наружными панелями, изначально рассчитанный на домохозяек. С этого момента началось возрождение сегмента мотороллеров, приобретших в последние три десятилетия повышенную популярность уже как средство преодоления «пробок» в больших городах. В начале XXI века всё большую популярность приобретают E-bike — аккумуляторные электровелосипеды и электроскутера, лидером по производству которых стал Китай.
