Un motore monocilindrico è un tipo di motore a combustione che presenta un solo cilindro o camera in cui un pistone si muove per innescare la combustione. Questa è la fonte di energia del motore e poiché solo un pistone sta facendo il lavoro, un motore monocilindrico viene utilizzato principalmente su veicoli e strumenti più piccoli. Può produrre una quantità relativamente grande di potenza date le sue dimensioni, ma questo motore non è particolarmente abile nel variare rapidamente la potenza erogata, rendendolo meno versatile per i veicoli più grandi. Questi motori sono leggeri e compatti, il che li rende una buona scelta per gli utensili a motore come i segaoli.
Gli svantaggi di un motore monocilindrico includono la vibrazione che il motore è noto per la produzione, nonché la potenza inferiore. Le vibrazioni si verificano per diversi motivi; primario tra loro è il peso delle parti rotanti. Poiché viene utilizzato un solo cilindro per la potenza erogata, molti dei componenti rotanti devono essere estremamente resistenti per resistere allo sforzo di funzionamento. Ciò significa che le parti possono essere piuttosto pesanti – molto più pesanti delle loro controparti nei motori a due e quattro cilindri. Questo peso rotazionale può causare vibrazioni quando il pistone si attiva, il che non è uno svantaggio eccessivo per i piccoli motori utilizzati per i battitori di erba, le motoseghe e così via. Può essere un problema su questo tipo di motore montato su una motocicletta o ciclomotore.
Uno dei maggiori vantaggi di un motore monocilindrico è il costo di produzione. Poiché il motore è relativamente piccolo e non presenta più camere di combustione, il motore può essere costruito in modo economico e semplice, riducendo i costi di questo stile di motore efficace. Questi motori sono quindi comuni su piccole motociclette di fascia bassa, ciclomotori, go-kart e tosaerba. Il motore è anche leggero nella maggior parte dei casi, facilitando la manipolazione su macchine da giardino o da cantiere portatili.
I primi modelli di motociclette utilizzavano progetti di motori monocilindrici come fonte di energia, sebbene i problemi di vibrazione rendessero il motore una scelta sbagliata, soprattutto rispetto ai motori a due e quattro cilindri. Per contrastare i problemi di vibrazione, alcuni motori erano dotati di bilance che cercavano di stabilizzare i motori vibranti e questi funzionavano bene, fino a un certo punto. Man mano che le motociclette crescevano sempre più velocemente, i monocilindrici venivano sostituiti con motori più grandi che potevano alimentare la macchina in modo più efficace. Le automobili hanno anche usato motori monocilindrici in passato, ma i motori a quattro, sei e otto cilindri sono molto più comuni.