I motori della MotoGP sono prototipi da 1000cc, 4 tempi, che erogano oltre 250 CV, con architettura a 4 cilindri (a V o in linea) e distribuzioni avanzate, progettati per durare circa 1700 km per gara, usando carburanti speciali e oli motore dedicati per massimizzare potenza e affidabilità, con limiti imposti dal regolamento per mantenere la competitività e sostenibilità.
MotoGP: fino a 1000 cm³ con motore obbligatoriamente a quattro tempi, disputata dal 2002 (nel periodo 2002 - 2006 fino a 990 cm³ con motore a quattro tempi o fino 500 cm³ con motore a 2 T; dal 2007 fino 800 cm³; dal 2012 fino 1000 cm³).
Il V4 offre un'accelerazione migliore in uscita curva. Al momento tutte le Case in MotoGP, eccetto Yamaha, usano motori V4 e tutte le gare dall'inizio della stagione 2023 sono state vinte da moto con il V4. L'ultima vittoria di un quattro in linea è stata a Valencia nel 2022 con Alex Rins su Suzuki.
Le moto più veloci della MotoGP possono raggiungere una velocità di oltre 366 chilometri all'ora, mentre le migliori Superbike arrivano a circa 340 chilometri all'ora. Una differenza che può sembrare minima, ma che dimostra la potenza delle moto prototipo.