ジャパンナレッジ
2輪の自動車の総称。通常、前後に各1輪が配置され、後輪をおもに原動機で駆動し、前輪を操向して走る自動車。オートバイの呼称は最初期の英語オートバイシクルautobicycle（自動自転車）の名残（なごり）で、今日では日本でのみ通用する。イギリス英語ではモーターサイクルmotorcycle、アメリカ英語ではモーターバイクmotorbike、フランス語ではモトシクレットmotocyclette、イタリア語ではモトチクレッタmotocicletta、ドイツ語ではモートルラーmotorradとよび、世界的に「モト」あるいは「バイク」という呼び方が定着している。ごく一般的に二輪自動車の総称だが、日本では区別の必要上、モペットやスクーターを除外することもある。日本の法律上は、道路運送車両法および道路交通法における車両区分と、道路交通法における免許の種類で、名称表現や区分が異なるため注意が必要である。また、2023年（令和5）には特定小型原動機付自転車のカテゴリーも追加され、外見上は同じ前後2輪構造であっても原動機付自転車（以下、原付）と車両区分や免許制度、交通ルールに違いがある。
このように、一定出力以上の原動機（エンジンまたは電動モーター）をもつ二輪自動車のみを「自動二輪車」または単に「二輪車」とよび、原動機をもたないものは「自転車」とよんで区別することがある。
1885年、ドイツのダイムラーが完成させた初の実用的なガソリン自動車は、木製の二輪車に単気筒264cc、0.5馬力のガソリンエンジンを取り付けたものであった。今日のオートバイの祖先といえる。それに先駆けて2輪の蒸気自動車がつくられた記録もある。しかし、小型・軽量で力が強く、取扱いの簡便なガソリンエンジンの完成により、オートバイは初めて実用的な乗り物としての地位を獲得した。以来、オートバイは自動化された最小規模の交通機関として製造され、使われてきた。日本では島津楢蔵（ならぞう）（1888―1973）が1909年（明治42）に独力で試作した4サイクル400cc車が第一号で、彼は外国車に学んでキャブレターや点火の電気系統まで独力でつくりあげた。1914年（大正3）になると宮田製作所による国産初の市販車として知られるアサヒ号が製作され、昭和初期には本格的量産に入り、約4万台を販売した。
オートバイは、全身を気流にさらして走る爽快（そうかい）感と、体ごと傾けて操向する感覚などから、主としてスポーツ用として発達してきたといってよい。同時に四輪車を買えない、若い低所得者層の足であったことも否定できない。たとえば、イギリスではサイドカー付きオートバイの税金が、普通のオートバイと同等に安かったため、大人2名、ないしは大人1名と子ども2名が乗れるサイドカーが実用化されていたほどである。
日本でも第二次世界大戦後の1950年（昭和25）からほぼ10年間、オートバイは第一次黄金時代を迎えた。それは主として人員および軽貨物の輸送用に活躍し、日本経済の復興に大きく貢献した。その後、一時下火になったが、1970年前後からふたたび人気を盛り返し、第二次ブームを現出させた。とくに、第一次オイルショック（1973）では燃費のよいオートバイが注目を浴びて需要が増加し、1980年代にはレース車両のデザインを模しながら保安装置を装着したレーサーレプリカとよばれる高性能車両を各社が競って短期間に投入することで、一大ブームとなった。公道走行に対しての過度な動力性能を抑制するために、最高出力規制（自主規制）もこの時期に始まった。
また、かつて、第二次世界大戦直後の窮乏時代に世界的に大流行したオートバイの一種であるスクーターの人気が、1980年代に入るころ日本国内で復活し、その軽便さと低価格、高い経済性とともに、足を置くステップ面が低く、両脚をそろえて乗車できるステップスルー構造による女性の乗りやすさも相まって、通勤・通学用として広い層に浸透した。一方で、オートバイに関連する重大交通事故が問題視され、1980年代後半から安全規制の強化が進められることになる。
1986年には国内保有台数1867万台（そのうち原付〈第一種、後述〉が1496万台）の最多を記録した。しかし、事故の増加などを受けて同年の原付を含むオートバイのヘルメット着用義務化と原付（第一種）の二段階右折ルールの導入、さらにその後のバブル景気崩壊・少子化などの社会背景も重なり、1990年代以降は若者を中心にオートバイ離れが進み、保有台数は減少に転じることとなった。2000年代になると、路上駐車の取り締まり強化に伴い駐輪場不足の問題が顕在化し、原付（第一種）の需要減少に拍車がかかった。一方で2011年（平成23）の東日本大震災後には、原付（第二種、後述）が通勤用などの実用車として微増傾向を示している。
オートバイは車両のサイズに制約があるため搭載するエンジンの環境対策がむずかしい。日本では、2006年の排ガス規制において、エンジン構造が簡単で従来から広く普及していた2サイクルガソリンエンジンでは対応することがむずかしくなり、電子制御の燃料噴射装置でガソリンの噴射タイミングや点火タイミングを詳細に制御することで規制への対応が可能な4サイクルガソリンエンジンが主流となった。また、2025年（令和7）の排ガス規制では、対象となる排気量50cc以下のガソリンエンジンでは、その規制をクリアすることがむずかしく、カテゴリーの代替を担うことを主眼に、排気量125cc以下の最高出力を4.0キロワット以下に制限した新車種も原付（第一種）に区分されることとなった。環境性能の実現のために原動機の電動化も進められており、バッテリー交換タイプについてはメーカー間で共通仕様とすることで合意している。
2023年時点で、二輪自動車の国内の総保有台数は約1030万台と推算され、そのうち原付（第一種）は約433万台に減少している。
オートバイの普及動向に関しては、第二次世界大戦後、世界的に四輪自動車（乗用車）の大衆化が著しく、オートバイは衰退の一途をたどった。しかし、日本では1960年代まで乗用車が大衆化しなかったため、オートバイの生産が続けられ、この間に設計、生産の両面で大きな技術革新を遂げた。この結果、1980年代に世界的にスポーツ用オートバイ・ブームが再燃したとき、大規模なオートバイ産業をもっていたのは日本だけだったため、日本のオートバイは世界を制することとなった。日本国内では保有台数は減少しているが、その後もアジア地域で日本の125ccクラスの実用車は人気を博している。また、2023年時点で世界のオートバイの生産台数約5700万台のうち、半数近くを日本のメーカーが生産したものが占めている。世界の国別のオートバイ保有台数は、インド2億2000万台（2019）、インドネシア1億1000万台（2020）、中国8500万台（2021）、ベトナム5800万台（2018）、タイ2160万台（2020）となっており、アジア地域を中心に日常の移動手段として広く利用されている。
時代のニーズによりクラス別の普及台数は増減しているが、日本では道路運送車両法施行規則により、従来からエンジンの排気量を基準としてクラス分けがされており、近年普及し始めている電動オートバイはモーターの定格出力で区分している。エンジンの場合、「総排気量50cc以下のもの、ならびに前述した総排気量が50ccを超え125cc以下で最高出力が4.0キロワット以下のものを原付（第一種）、50cc超125cc以下で、最高出力が4.0キロワット超のものを原付（第二種）、125cc超250cc以下のものを二輪の軽自動車、250cc超のものを二輪の小型自動車」と分類している。また、モーターの場合、「定格出力0.6キロワット以下のものを原付（第一種）、0.6キロワット超1.0キロワット以下のものを原付（第二種）、1.0キロワット超のものを二輪の軽自動車」と分類している。
一方、免許は道路交通法により、原付免許（内燃機関では総排気量50cc以下、ならびに総排気量125cc以下で最高出力4.0キロワット以下／内燃機関以外では定格出力0.6キロワット以下）、普通自動二輪車免許（小型限定）（内燃機関では125cc以下で最高出力4.0キロワット超／内燃機関以外では定格出力0.6キロワット超1.0キロワット以下）、普通自動二輪車免許（400cc以下／1.0キロワット超20キロワット以下）、大型自動二輪車免許（400cc超／20キロワット超）の四つに分類されている。加えて自動二輪車免許にはオートマチック（AT）限定との条件が定められたものがある。普通自動車免許では原付（第一種）は運転できるが、原付（第二種）以上の区分に該当する車両は運転できない。
なお、原付の区分は、1954年に道路交通取締法により50cc以下を第一種許可、125cc以下を第二種許可に区分したことが発端である。現在の原付免許制度は、1960年に同法が廃止され、新たに道路交通法が制定された際に、それまでの許可制から免許制へ移行したことが、その原型となった。
以前は750ccを超える大型オートバイは、日本人の体格にあわないとの理由から「国内で販売することは好ましくない」との行政指導が行われ、売買されていたものは外国メーカーの輸入車や、日本製の大型オートバイの逆輸入車であった。しかし、1996年（平成8）に大型自動二輪車免許が指定自動車教習所で教習を受け取得可能になったことをきっかけに、メーカーも積極的に大型オートバイを国内展開するようになり、1990年代後半には1000ccを超える大型オートバイの国内正規販売が本格化した。
なお、スクーターを定義づける規則はないが、一般的にステップスルー構造の車両が多く、無段変速で運転も容易な軽便二輪車といえる。
小型のオートバイと似たものにモペットがあるが、モペットというのはモーターとペダルの合成語で、50cc以下の補助エンジンか0.6キロワット以下のモーターを付けた自転車をさし、ペダルがあることが条件となる。モペットはドイツ語であり、フランスではシクロモトとよぶ。フランスでは免許が必要な日本と異なり、50cc以下でペダル付きならば免許は不要なので、1970～1980年代の日本からの輸出車はモペットとして販売できるようにするためペダルを付けていた。近年の日本国内では、モペットはその形態から電動アシスト自転車や特定小型原動機付自転車との区別がつきにくいなど、法規上の免許をめぐる社会問題も発生している。
オートバイは用途別に、純粋実用車、旅行・スポーツ用のツーリング・スポーツ車、サーキットレース専用設計のロードレーサー、不整地走行もできるオフローダーなどに分けられる。これらのうち、ロードレーサーや、オフローダーに含まれるモトクロスやトライアルなどの競技用車は車両登録できず、したがって公道や公共のための場所を走ることはできない。一方で、公道走行できる市販車はそのオートバイユーザーとの趣味性と相まって、カテゴリーが細分化されている。たとえば、外見がシンプルで扱いやすく街乗りやツーリングに向いたネイキッド、大型で長距離走行を快適にこなすために風よけとしての大型カウルやウインドシールドなどの装備や積載性を高めたツアラー、悪路や林道を走行するのに適したオフローダー、オンロード（舗装路）とオフロード（未舗装路）のどちらも走行でき、ツーリングにまで対応できるアドベンチャー、低い車高でゆったりとした姿勢で乗車できるクルーザー（アメリカン）などがある。とくにクルーザータイプでは、排気量1800ccクラスで乗用車と変わらない大きさのエンジンを搭載し、後退ギアを有しているモデルも存在する。また、公道を走行できないロードレーサーの外見と性能を模しながら、公道を走行できるように保安装置を追加したレーサーレプリカとよばれるモデルが市販されている。近年はその延長線上でサーキット走行もこなせるスーパースポーツとよばれるカテゴリーが確立されている。
また他方で、実用車のなかには後輪を2輪にして低速直立性向上や配達物などの積載性を向上させたスリーターなどが1980年代後半から登場し、現在のオートバイによる配送業務などにも活用されている。これらは、3輪であっても車体が傾くリーニング構造であることと、左右2輪間の距離が460ミリメートル未満であることで二輪車扱いになる。なお、現在では前輪を2輪にしたものも市販されている。
近年では、若いころオートバイに乗っていた人々が、育児や仕事が一段落した中高年齢層になって、昔あこがれていた名車に乗りたいなどの理由で改めてオートバイに乗り始める「リターンライダー」とよばれる人々が増えており、それにあわせて昔のモデルを現代風にアレンジしたモデルなどが多数発売されている。また、近年のオートバイは、日本国内メーカーの車種であっても世界シェアにあわせてアジア各国の現地工場で生産され日本に輸送して販売することが一般的になっている。
前後輪の間にエンジンを備え、クラッチ、変速機を経てチェーンで後輪を駆動するのがもっとも一般的である。大出力車ではシャフト駆動のものも存在する。小型のスクーターではチェーンのかわりにVベルトとよばれる耐熱性のあるベルトを動力伝達手段として用いた無段変速方式もある。
車体のフレームは鋼管のクレードル型やダブル・クレードル型が基本だが、スクーターや実用車などでは鋼板プレス製のバックボーン型、高性能スポーツモデルやレーサーレプリカなどでは、エンジンを強度部材として使ったダイヤモンド型や、アルミ合金や高張力鋼管のフレームをエンジン横に沿うように配置させるツインチューブ型もある。車輪との結合のためにフレームの前後にコイルスプリングによるサスペンションsuspension（懸架装置）をもつが、前ではテレスコピックtelescopic（望遠鏡のように伸縮する筒形）、後ろではスウィングアームswing armをもつものがほとんどである。最近は後ろのスプリングを1本とし、シート下に収めたものが増えつつある。ブレーキは油圧式のディスクブレーキを用いるものが多く、とくに高速車では前輪に2枚のディスクを用いるものも珍しくない。実用車やスクーターなどの後輪では、機械式の内部拡張式ドラムが採用されているものもある。ホイールは、鋼板プレスやアルミ合金製のものが中心で、実用車など一部では従来のワイヤースポーク式のものがいまでも使われている。
公道を走行する市販車に搭載されるガソリンエンジンは、2006年の排ガス規制への対応を契機に、作動方式は対応がむずかしい2サイクルから4サイクルに、燃料供給装置はキャブレターから電子制御のフューエルインジェクションfuel injectionに、冷却方式は空冷から水冷中心にと、形態が大きくシフトしている。
変速機も、自動遠心式クラッチだけのもの、自動遠心式クラッチとVベルト式の無段変速機を組み合わせたもの、自動遠心式クラッチと2段ないしは3段の足で操作する変速機を組み合わせたもの、手動クラッチと足で操作する変速機を組み合わせたものなど各種があり、オートバイのサイズ、用途、性能などにより使い分けられている。通常のオートバイでは左手のレバーで多板式クラッチを切り、左足のペダルでギアを入れ換える。変速機はリターン式が一般的で、一部の実用車にロータリー式がみられる。実用車では3段から4段変速が一般的である。スポーツ車では6段が標準的である。近年では、DCT（デュアル・クラッチ・トランスミッション）とよばれるクラッチを2個内蔵し、有段変速であっても2個のクラッチを切り替えながら自動式にシンクロさせる自動変速機構が搭載されたオートバイが市販され、手動クラッチ操作なしで変速できるため日本の免許制度上、AT限定自動二輪車免許でも運転できる。
かつて、オートバイのエンジンはキックペダルで始動させるものが主流だったが、今日ではスクーターにまで小型電気モーターによるセルフスターターが搭載され、多くの車種でキックペダルが省略されている。
外観形状としては、2015年ころからレース車両に採用されたウィリー（前輪の浮き上がり）防止やコーナー進入時の安定性向上を目的とした空気力学デバイスのウィングレットが2018年以降、保安基準に適合するようにアレンジされ市販車に装着されるようになっている。
また、実用車やスクーターでは、環境対策としてエンジンとモーターを組み合わせたハイブリッド式や電動モデルが登場し、とくに郵便配達業者が使用するオートバイは、2025年に電動化率50％を目ざして導入が進められている。
2000年以降、オートバイも四輪車と同様に、安全性・快適性向上を目的とした電子制御分野の技術が大きく進歩し実用化されている。
車両姿勢をアシストする電子制御システムとして、ABS（アンチロック・ブレーキシステム）が搭載されるようになり、現在では125ccを超える車両では世界的に搭載が義務化されている。車体の挙動を検知するセンサーを搭載し、コーナリング中のように車体が傾いた状態でもABSが効果的に作動するものもある。また、タイヤのロックだけでなく、空転を検知してエンジン出力を制御し、スリップや転倒、前輪の浮き上がりを防止するトラクション・コントロールシステムも、高性能車を中心に普及が進んでいる。
駆動系では、スポーツモデルなどに従来のワイヤー式のスロットルにかわり電子制御のスロットル（スロットル・バイ・ワイヤ）が採用され、エンジンの出力モード切り替えや、自動的に変速回転数を調整しクラッチやスロットルを操作せずに変速できるクイックシフト機構などを併用することで、安全性と快適性を向上させている。大型オートバイでは長距離を快適に走行するため、スロットルを操作せずに設定した速度を維持するクルーズコントロール機能も搭載されている。
電装部分のスマート化も進んでおり、メーターなどはカラー液晶化され、カーナビゲーションの表示、スマートフォンとの連携機能など情報量の向上や多機能化が実現されている。また、四輪車と同様に、スクーターや高級車には鍵を携帯した状態で車体のスイッチを操作するとエンジンを始動できるスマートキーも普及してきており、盗難防止効果と利便性を向上させている。現在、OTA（Over The Air）アップデートなど通信ネットワークを経由し、遠隔で搭載システムのアップデートを可能にすることも検討されている。