Con la MotoGP viene oggi identificata la categoria maggiore delle moto da corsa su circuito che concorre nel motomondiale.
Si tratta della categoria che dal 2002 ha sostituito la precedente Classe 500, modificando la denominazione, anche in virtù del fatto che la limitazione di cilindrata non corrispondeva più al nome.
Le moto appartenenti alla MotoGP sono dei prototipi e non sono mai stati messi in vendita, diversamente da altre categorie di corse (tipo la Superbike) dove vengono utilizzate versioni elaborate delle moto comunemente in vendita.
Per molti anni il regolamento aveva limitato solamente la cilindrata ai fatidici 500, senza differenziare tra motori a 2 e 4 tempi. Per una migliore utilizzazione della potenza ed una maggiore leggerezza del motore, oltre che per una semplicità maggiore di costruzione, per oltre un ventennio i motori a 2 tempi la fecero da padrone.
La Federazione Motociclistica Internazionale decise pertanto di modificare le regole, consentendo una cilidrata maggiorata (fino a 990 cc) per i motori a 4 tempi. Anche il numero dei cilindri ammessi venne aumentato fino a 6.
Una moto a due tempi da 500 cc, in teoria, dovrebbe avere prestazioni simili a una quattro tempi con 990 cc, e nel 2002 si assistette a Gran Premi con motociclette di entrambi i tipi. Divenne però rapidamente chiaro che le moto a quattro tempi erano migliori dei due tempi in quasi tutte le loro componenti e, come risultato, dal 2003 quest'ultimo tipo di motorizzazione scomparve dalle gare della classe maggiore, rimanendo confinato alle cilindrate minori.
Prendendo esempio e spunto dalle gare, oggi quasi tutte le medie e grandi cilindrate (superiori a 250 cc) di moto da strada in vendita al pubblico sono a quattro tempi, dato che la maggior parte dei produttori ha avuto maggiori benefici dalla tecnologia sviluppata per le corse usando i quattro tempi. Le recenti decisioni della Unione Europea di proibire la vendita al pubblico delle moto a due tempi (per motivi di maggiore inquinamento) hanno aumentato i dubbi su un eventuale ritorno del 2 tempi nelle competizioni, anche se non vi sono stati annunci delle principali organizzazioni.
Le varie case costruttrici hanno scelto soluzioni tecniche differenti e si sono già visti in gara, sin dal 2004 motori a 3, 4 o 5 cilindri, fino ad arrivare alla Blata che nel 2005 sta sperimentando un motore a 6 cilindri.
Come per la Formula1, questa classe per tutte le case costruttrici è il banco di prova delle soluzioni tecniche più all'avanguardia e vengono utilizzati, per la costruzione, materiali ad altissima tecnologia, che non sempre vengono poi riportati nella produzione di serie, come il titanio, la fibra di carbonio e altre leghe leggere.
Altrettanto evoluta è la parte elettronica che governa la moto con le funzioni di telemetria e di controllo elettronico della trazione. All'avanguardia è anche l'impianto frenante (normalmente con dischi di carbonio) e la gestione elettronica di tutte le funzioni del motore.
Una delle maggiori sfide che i progettisti devono affrontare è sul come trasferire a terra l'enorme potenza sviluppata dalle MotoGP (dell'ordine dei 240 hp), tenendo in considerazione il fatto della ridotta superficie di contatto della ruota con l'asfalto (per fare un paragone una macchina da F1 ha all'incirca il quadruplo della potenza ma è ben 10 volte maggiore la superficie di contatto delle ruote a terra). Nell'affrontare questo problema i team sono affiancati naturalmente dai costruttori di pneumatici che si prodigano per offrire sempre migliori e più varie coperture.
Nel 2005 è stato annunciato che dalla stagione 2007 in poi, la cilindrata totale delle MotoGP sarà ridotta a 800 cc. La ragione di questa riduzione è per aumentare la sicurezza dei piloti, essendo continuamente aumentate la potenza erogata e la velocità delle moto. (Le velocità attuali raggiungono i 350 Km/h, superiori a quelle delle auto da Formula Uno). La scelta specifica della riduzione della cilindrata a 800 cc (all'opposto di altri metodi di riduzione di potenza, come la riduzione delle marce) dovrebbe essere particolarmente favorevole alla Honda che attualmente corre con moto a cinque cilindri, e che avrà bisogno solo di rimuovere un cilindro per modificare le sue moto (Altre case costruttrici dovranno invece ridisegnare interamente i loro motori). Dei giornalisti cinici hanno insinuato che questa decisione di ridurre di potenza sia stata ottenuta grazie ad una pressione fatta dalla Honda, tuttavia tale tesi non è stata supportata da alcuna prova.