Ранний период (1860-е — 1910-е годы)
Самодвижущиеся двухколёсные машины стали появляться в 60-х годах XIX века. Единственная доступная в то время силовая установка — паровая машина — уже могла быть достаточно компактной для установки на лёгкий двухколёсный экипаж. Однако малая удельная мощность (двигатель парового мотоцикла Коупленда (1884 г.) развивал всего 0,25 л.с. при весе 9 кг), непрактичность из-за длительного разведения паров и крайне малый КПД (единицы процентов) обусловили появление лишь единичных экспериментальных образцов. Служившие базой для них примитивные велосипеды целиком из металла или с деревянными элементами, с педальным приводом непосредственно на переднее колесо были тяжелы и некомфортны.
Первый мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания (Daimler Reitwagen) был построен в 1885 году в Германии немецкими инженерами Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом, впоследствии — «отцами» знаменитых автомобильных марок. Машина создавалась всего лишь как простейший стенд для испытаний изготовленного изобретателями двигателя будущих четырёхколёсных экипажей и напоминала первые беспедальные велосипеды-«костотрясы» начала XIX века. Бензиновый карбюраторный двигатель Даймлера и Майбаха имел мощность 1,5 л.с. и был установлен на деревянной раме с деревянными колесами. При испытаниях аппарат развил скорость 12 км/ч. В том же 1885 году Даймлером был получен патент на «повозку для верховой езды с керосиновым двигателем». Таким образом, классический мотоцикл появился раньше классического автомобиля с ДВС (1886). Фирма Даймлера более к конструированию мотоциклов никогда не возвращалась. Исторический мотоцикл сгорел при пожаре в мастерской Даймлера в 1904 году. Однако к столетию мотоцикла, в 1985 г., изготовлено порядка десятка ходовых реплик для демонстрации на шоу и в музеях. В музее концерна Daimler-Benz в Штутгарте выставлена также реплика.
Серийное производство мотоциклов впервые начато в 1894 году компанией «». Этот аппарат имел характеристики современного мопеда (2,5 л.с., 50 кг, 45 км/ч) при 1,5-литровом двухцилиндровом длинноходном моторе водяного охлаждения с калильным зажиганием, привод шатунами от поршней непосредственно на заднее колесо со сплошным стальным диском, запуск «с толкача» без муфты сцепления и единственный колодочный тормоз, действовавший на покрышку переднего колеса. Модель выпускалась всего три года, было построено порядка 2 тыс. экземпляров.
Период поисков, необычных и малопрактичных конструкций продлился приблизительно до Первой мировой войны. Пневматические шины, мягкие подвески, электрическое освещение и искровое зажигание, коробка передач со сцеплением, цепной привод, распылительный карбюратор, воздушное охлаждение — всё это появлялось на мотоцикле постепенно, превращая его из моторизованного велосипеда в солидную, прочную (и тяжёлую) машину.
Мотоцикл вышел из разряда забавных артефактов и стал практичным каждодневным средством передвижения. С ростом серийного выпуска в основных странах-производителях (Англия, США, Германия, Италия) сформировались свои конструкторские школы. Участие мотоциклов в гонках, сначала вместе с автомобилями, а затем — и в специальных соревнованиях, ускорило совершенствование конструкции, поиск оптимальных решений, привело к росту удельной мощности и надёжности в том числе и серийных машин.
Между мировыми войнами (середина 1910-х — середина 1940-х)
Со второй половины 1910-х до начала Второй мировой войны мотоцикл прошёл путь от мотовелосипедов до техники, по компоновке и основным решениям не отличающейся от современной. Широкое применение алюминия, двигатель и трансмиссия в едином блоке плавной формы, карданный привод, надёжная электросистема современных образцов, резонансные сигарообразные глушители, электростартер (Indian V-Twin 1914 года), знаменитые V-образные американские двигатели и немецкие оппозиты, аэродинамические обтекатели и впрыск (на гоночных мотоциклах), колёса относительно небольшого диаметра (менее 20") при широком профиле (3-4"), телескопические амортизаторы — всё это мы видим на выпускаемых сейчас мотоциклах. Наследники некоторых моделей конца 1930-х выпускаются и сейчас (от DKW RT 125-«Минска» и BMW R71-«Урала» до Harley-Davidson'а с V-образным нижневальным мотором). Среди известных авангардных конструкций — начала 20-х с 5-цилиндровой ротативной «звездой» в переднем колесе и автомобильной посадкой, гоночные мотоциклы с продольными многоцилиндровыми двигателями, примитивные тяжёлые мотоциклы для велогонок за лидером. Выпущено заметное количество моделей со штампованными пространственными рамами (например, отечественный ПМЗ-А-750) из стали, но на тот момент они проиграли в весе трубчатым.
В мотоспорте наблюдалось разделение соревнований по видам и дифференциация конструкций спортивных машин. Если на заре эры мотоцикла гонки были представлены в основном многодневными марафонами по дорогам общего пользования, то в 1920-30-е стала расти популярность зрелищных состязаний на компактных кольцевых трассах — шоссейных, ипподромах, дощатых треках. Последний вид гонок породил особый вид мотоцикла — «бордтрекер», с минимальным клиренсом, низко опущенным широким рулём, большими узкими колёсами велосипедного типа, вытянутым вдоль рамы бензобаком, без тормозов и коробки передач. Гонки на деревянных трассах ушли в небытие в 30-х из-за дороговизны качественного леса (длина трассы порядка 2 км, полная замена покрытия — раз в 5 лет) и частых аварий, но облик бордтрекера в 2000-е послужил источником вдохновения для конструкторов множества оригинальных кастомных машин в духе стимпанка. В других видах соревнований ситуация развивалась сообразно с техническим прогрессом: росла литровая мощность и обороты двигателей, легированная сталь и алюминиевые сплавы принесли дальнейшее уменьшение веса, успехи технических наук позволяли всё более осмысленно работать над аэродинамикой, прочностью и жёсткостью, снижением механических потерь и вибрационных нагрузок, совершенствованием газовых трактов. На спортивных двигателях появились нагнетатели, «сухой» картер, верхнеклапанные головки, более двух клапанов на цилиндр. Свою роль в развитии мотоспорта в Европе сыграли окрепшие в 30-е годы тоталитарные режимы: культ физической силы и технических достижений, государственная подпитка машиностроения с прицелом на будущую войну, важность спортивных успехов для укрепления престижа новой власти способствовали победам в чемпионатах итальянских и немецких мотогонщиков, подъёму моторного спорта и мотоциклостроения в недавно ещё «лапотной» советской России.
В СССР начиная с начала 1930-х впервые налаживается серийное производство мотоциклов на заводах в Ленинграде (Л-300, Л-600, Л-8), Ижевске (Иж-7, Иж-8, Иж-9), Подольске (ПМЗ-А-750, МЛ-3), Таганроге (ТИЗ-АМ600) и Серпухове (МЛ-3, Л-8). Мотопром создавался с нуля, и при отсутствии опыта приходилось копировать европейские модели. Так, в основе первого советского мотоцикла Л-300 и созданных на его базе Иж-7 и Иж-8 лежал немецкий DKW Luxus 300, а ТИЗ-АМ600 создавался на базе английского BSA-600. Однако уже к середине 1930-х стали появляться оригинальные идеи: поначалу совмещать черты разных зарубежных моделей (ПМЗ-А-750 сочетал двигатель, конструктивно повторяющий агрегаты Харли-Дэвидсона, и ходовую часть по типу BMW), а затем и оригинальные разработки (Л-8, МЛ-3). Тогда же получила путёвку в жизнь идея массового народного мотоцикла. Им должен был стать МЛ-3, но он появился перед самой войной и широко распространиться не успел.
Вторая мировая война отмечена жёстким отбором и массовым выпуском моделей для армии (служба в разведке, связи, десанте). Немецкая школа, как наиболее утилитарная, возымела популярность и у союзников по антигитлеровской коалиции — по мотивам BMW R71 мотоциклы создавались не только в СССР, но и в США (). Новизна идей временно уступила место надёжности, темпу производства, неприхотливости в обслуживании.
К концу войны, ещё до окончательного вытеснения агрессора с занятых территорий, будущие победители и побеждённые уже начали планировать перевод уцелевших заводов на производство мирной продукции, в том числе и мотоциклов и техники, востребованной и сравнительно простой для быстрого освоения на непрофильных предприятиях. Более опытные инженеры прорисовывали контуры будущих новинок, менее опытные — ожидали раздела имущества побеждённых и прихода оборудования и оснастки с довоенных германских производств. В СССР из капитулировавшей Германии были вывезены целые заводы, что, с одной стороны, было справедливо, с другой же — надолго застопорило развитие советской технологии на довоенном уровне. Германия, Италия, Япония, лишившиеся большой части станочного парка, были жёстко принуждены полностью обновить производство. Как оказалось в итоге — себе на благо. США, вытянутые войной из Великой Депрессии, оказались достаточно богаты, чтобы сразу пересесть на автомобиль, причём большого класса.
Послевоенный период (1950-е) В Европе, разрушенной войной, автомобильный рынок резко сузился. Обедневшее население подчас не могло позволить себе даже велосипед. В этих условиях мотоцикл, особенно лёгкий и дешёвый, пользовался повсеместным спросом. Относительная дешевизна бензина за четверть века до топливного кризиса и отсутствие экологических требований принесли популярность двухтактным двигателям. Заводы восстанавливались после бомбёжек, военные концерны принудительно переводились на гражданскую продукцию, и мотоциклетное производство послужило недорогой основой послевоенного перезапуска. Наряду с классическими лёгкими моделями появлялись интересные новинки; необычные решения, часто пришедшие из военной промышленности, быстро становились на конвейер. Яркий пример — «Веспа», первый широко известный представитель нового класса — мотороллеров, разработанный итальянским «Пьяджо», в войну — авиастроительной компанией, с использованием деталей самолётного «пускача» из военных заделов, элементов конструкции авиадесантного мини-байка и прогрессивного несущего кузова-рамы; двигатель в блоке с и редуктором, трёхступенчатой коробкой и колесом, насаженным прямо на вторичный вал, выполнял одновременно роль маятника задней подвески. Мотороллеры (в англоязычных странах «скутеры») составили отдельную главу в истории мировой мотоциклетной техники. Полностью закапотированные мотоциклы с вертикальной («стульчатой») посадкой водителя и площадкой без высокой перемычки для его ног предоставляли седоку новый уровень комфорта и позволяли пользоваться двухколёсной машиной старикам, дамам в платьях и, что важно было для Италии, католическим священникам в длинных сутанах. Первые мотоциклы такой схемы появились ещё в начале XX 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 именно Vespa (по-итальянски — «пчела») с привлекательным дизайном «кузова» и двигателем сблокированным с задним колесом и подвешенным на маятниковой подвеске. Сверхудачная модель «Веспа» стала законодателем мод в своём классе и спровоцировала в 1950-60-х настоящий «мотороллерный бум», утихший лишь с развитием массовой автомобилизации. Этот весёлый маленький мотороллер стал одним из символов возрождающейся послевоенной Италии (например, был полноправным героем нашумевшей кинокомедии Римские каникулы 1953 года с Одри Хепбёрн и Грегори Пеком в главных ролях).