一、單氣缸
單氣缸是所有發動機的基本起點，也是發明摩托車發動機時采用的排列方式。不同型式的發動機都是由不同數量的單缸布置而成。由于曲軸需要旋轉兩周才會燃燒做功一次，因此工作的流暢感不佳，駕駛者會很清楚地感受到氣缸內的活塞上下運動的振動。從表面上看，在性能上是缺點，但在主觀情感上有的車迷卻偏愛這種感受。
優點：價格便宜、造型簡單、風阻和外形尺寸小。由于曲柄軸長度較短和發動機寬度窄，氣缸低，有利于發動機傾斜轉向，為駕乘者提供輕快的乘騎感受。此外，單缸發動機還比多缸發動機較省油。
缺點：燃燒效率會隨著燃燒室容積的增大而不斷下降。加上排氣量越大，發動機活塞越大，其重量也隨之增加，造成轉速不能設計過高，限制了大功率的輸出。單缸發動機常見于小排量(一般不大于125ml)摩托車或以輕巧為上的各種車款。 二、并列(平行)雙缸
簡單來說，并列雙缸發動機可以想象為把兩個單氣缸發動機連接在一個180º的曲軸上。當一個活塞在上止點時，另一個活塞則在下止點位置(少數發動機如本田CD250除外)。由于兩氣缸活塞上下運動慣性差不多，可以互相抵消，因此運動零件引起的震蕩較單缸少。
優點：在同一排量條件下，燃燒速率較單氣缸發動機為好，發動機部件的重量和體積均細小，有利于作較高轉速的功率發揮，化油器和進氣管的布局也較簡單。
缺點：由于氣缸數的增加，相應的曲軸、氣缸、活塞、活塞環、活塞銷等零件數量就會增加。此外，像化油器、氣缸蓋、曲軸、進排氣系統等專用零件的結構要比單缸機更加復雜，這無疑使得雙缸機的制造成本會大大高于單缸機，而且由于零件數量的增加，會導致發動機的故障點增多，再加上增加了調整雙缸機的平衡，因此使用維護也更復雜。
三、V型雙缸
氣缸呈V型布置的發動機，可以從簡單的V2發動機說起。不同的氣缸V型夾角，可使發動機產生很大的變化。夾角越小，工作越不流暢，這也是美式巡航車營造強烈節奏感的源頭。
優點：使對向布置的連桿都裝在同一個曲柄銷上，減少了曲軸的長度，有利于減小發動機體積并使之輕量化，營造輕巧的轉向特性。V2發動機的工作順暢程度一般以90º夾角最為流暢，所以高性能的V型發動機跑車多以90º夾角布置。因為在V型夾角的開闊空間里可以放置化油器等附件，利用V型氣缸不同軸向運轉動作來相互抵消因活塞上下運動而產生的振動，這對于轉速在10000r/min以上的發動機，此方案特佳。
