Konstrukcja motocykli opiera się o inżynierię, produkcja i montaż komponentów oraz systemów dla motocykli, co skutkuje oczekiwanymi przez projektanta osiągami, kosztami i estetyką. Z pewnymi wyjątkami konstrukcja nowoczesnych, seryjnie produkowanych motocykli standaryzowała na stalowej lub aluminiowej ramie, widły teleskopowe z przednim kołem oraz hamulce tarczowe. Można dodać kilka innych części, zaprojektowanych ze względów estetycznych lub wykonawczych. Silnik składający się zazwyczaj z jednego do czterech cylindrów (rzadziej z ośmiu cylindrów) sprzężony z ręczną pięciobiegową lub sześciobiegową sekwencją biegów napędza tylne koło za pomocą łańcucha, napędowego lub pasa.
Zużycie paliwa w motocyklach różni się znacznie w zależności od pojemności silnika i stylu jazdy.
Bardzo wysokie ekwiwalenty zużycia paliwa często pochodzą od motocykli elektrycznych. Motocykle elektryczne to prawie bezgłośne, bezemisyjne pojazdy napędzane silnikiem elektrycznym. Zakres pracy i maksymalna prędkość są ograniczone przez technologię baterii. Opracowano również ogniwa paliwowe i hybrydy naftowo-elektryczne, aby rozszerzyć zasięg i poprawić działanie elektrycznego układu napędowego.
W badaniu przeprowadzonym w 2013 roku na 4424 czytelnikach amerykańskiego magazynu Consumer Reports zebrano dane dotyczące niezawodności dla 4680 motocykli zakupionych od 2009 roku. Jak wynika z danych do 2012 roku najczęściej występującymi problemami były akcesoria, hamulce, urządzenia elektryczne (w tym rozruszniki i akumulatory).