L'invenzione della motocicletta viene fatta risalire all'ingegnere francese Louis-Guillaume Perreaux che depositò il relativo brevetto (n.83691) il 16 marzo 1869 e realizzò un veicolo a due ruote funzionante a vapore chiamata Vélocipede à Grande Vitesse.

Il primo progetto di motocicletta dotata di motore a combustione interna, depositato presso l'ufficio brevetti di Roma nel 1879, è dell'ingegnere bergamasco Giuseppe Murnigotti che ideò una moto biposto, mossa da un propulsore 2T a combustione gassosa; al progetto non venne poi dato seguito materialmente, quindi il primo prototipo di motocicletta con motore a combustione interna si deve a due inventori tedeschi, Gottlieb Daimler e Wilhelm Maybach, che lo realizzarono nel 1885, in una piccola officina di Cannstatt (nelle vicinanze di Stoccarda).

Nel 1894 i primi esemplari funzionanti vennero messi in vendita dalla Hildebrand & Wolfmuller e da quel momento si assistette ad una continua evoluzione della motocicletta, grazie ad aziende di tutto il mondo, sia in Europa che negli USA.

Come nella parallela storia dell'automobile, il mondo delle motociclette di produzione è andato sempre di pari passo con quello delle competizioni e se, nel mondo dell'automobilismo, già nel 1894 si sviluppava una competizione degna di tale nome con la Parigi-Rouen, l'anno successivo si registravano le prime iscrizioni di bicicli a motore alla Paris-Bordeaux-Paris.

Se i primi modelli costruiti non erano altro che biciclette a cui venivano applicati gli apparati di propulsione, l'evoluzione tecnica ed estetica è stata continua, così come il distanziamento progettuale con le due ruote a propulsione umana. Già nei primi decenni del XX secolo il tipo classico era quello delle moto sottocanna e si vedevano i primi esempi di sospensioni per migliorare il comfort di marcia.

Fino agli anni sessanta la produzione era per la gran parte europea, con l'industria britannica, tedesca e italiana in particolare evidenza, mentre negli ultimi decenni la parte del leone viene fatta dalle industrie giapponesi.