Um jogo de engrenagens é um conjunto que permite que o piloto vá de parado a uma velocidade de cruzeiro. As transmissões nas motos normalmente têm de quatro a seis marchas, embora as motos pequenas possam ter poucas (como duas, por exemplo). As marchas são engatadas deslocando-se uma alavanca que move os garfos de mudança dentro da transmissão.

A função da embreagem é engatar e desengatar o motor do câmbio. Sem a embreagem, não haveria como conectar o motor em funcionamento ao câmbio, progressivamente, e assim possibilitar à moto arrancar. Além disso, quando o piloto quer trocar as marchas, ele usa a embreagem para desconectar o motor do câmbio. Uma vez selecionada a marcha, ele usa a embreagem para restabelecer a conexão. A embreagem consiste em uma série de discos e placas sob a carga de molas que, quando pressionadas juntas, conectam o virabequim ao câmbio. 

Há três formas básicas de se transmitir a potência do motor para a roda traseira de uma motocicleta: corrente, correia ou árvore de transmissão (cardã). Os sistemas de acionamento final por corrente são, de longe, os mais comuns. Neste sistema, um pinhão montado na árvore de saída (ou seja, a árvore do câmbio) é conectado a uma coroa ligada à roda traseira da motocicleta por uma corrente de metal. Quando o câmbio gira o pinhão, a potência é transmitida pela corrente à coroa na roda, que então gira. Esse tipo de sistema precisa ser lubrificado e ajustado, pois a corrente estica e o pinhão e a coroa se desgastam, exigindo trocas periódicas.  

Os acionamentos por correia são uma alternativa aos acionamentos por corrente. As primeiras motocicletas geralmente usavam correias de couro, que podiam ser tensionadas para dar tração usando uma polia acionada por mola e uma alavanca manual. As correias de couro patinavam com freqüência em clima úmido, então foram trocadas por outros materiais e desenhos. Nos anos 80, os avanços em materiais tornaram os sistemas de acionamento final por correia viáveis novamente. As correias de hoje são feitas de borracha dentada e operam de modo bem parecido com as correntes de metal, mas diferente destas, não requerem lubrificação ou solventes de limpeza.

Os acionamentos finais por cardã também são usados em alguns casos. O sistema transmite potência para a roda traseira por meio de uma árvore de transmissão. Esses acionamentos são apreciados, pois são convenientes e não requerem tanta manutenção quanto os sistemas baseados em corrente. Entretanto, são mais pesados e algumas vezes geram um movimento indesejado, chamado de efeito-macaco, que levanta a traseira da motocicleta nas arrancadas mais fortes.

As motocicletas têm um quadro feito de aço, alumínio ou uma liga. O quadro consiste em sua maioria de tubos ocos e serve como um esqueleto no qual os componentes como a caixa de mudanças e motor são montados. O quadro também mantém as rodas alinhadas para manter o manuseio da motocicleta.

O quadro também serve como suporte para o sistema de suspensão. Trata-se de um conjunto de molas e amortecedores que ajudam a manter as rodas em contato com a pista e aliviam o piloto de solavancos e trancos. O braço oscilante é a solução mais comum para a suspensão traseira. Em uma extremidade, está o eixo da roda traseira. Na outra extremidade, é conectado ao quadro por meio de parafuso-pivô. Geralmente, um conjunto mola-amortecedor concêntricos se estende para cima a partir de um ponto próximo da extremidade traseira para o topo do quadro, bem embaixo do banco. A roda dianteira e o seu eixo são montados em um garfo telescópico com amortecedores e molas internas ou externas.

Os pneus sem câmara são menos propensos a estourar que o pneu com câmara, mas em estradas irregulares podem causar um problema, pois mesmo um pequeno amassamento no aro pode fazê-los murchar. Os pneus se apresentam em uma variedade de desenhos para satisfazer as necessidades de condições de terreno e tração. Os pneus de moto para estradas de terra, por exemplo, têm bandas de rodagem profundas e cheias de protuberâncias para a máxima aderência em estradas de terra ou cascalho. Os pneus da moto de turismo, feitos de borracha mais dura, normalmente fornecem menos aderência mas duram mais. Os pneus das motos esportivas e de corrida (geralmente radiais com cinta de aço) geram um poder de aderência surpreendente, especialmente considerando a pequena área que está em contato com a superfície da estrada.

As rodas dianteira e traseira de uma motocicleta têm cada uma um freio. O piloto aciona o freio dianteiro com uma alavanca manual no manete direito e o freio traseiro, com o pedal direito. Os freios a tambor foram comuns até os anos 70, mas a maioria das motocicletas de hoje contam com o desempenho superior dos freios a disco. Os freios a disco consistem em um disco de aço, que está conectado à roda e espremido entre pastilhas de freio. Quando o motociclista opera um dos freios, a pressão hidráulica, atuando através da linha de freio, faz com que as pastilhas comprimam o disco em ambos os lados. O atrito faz com que o disco e a roda à qual  ele é afixado reduzam a velocidade ou parem. As pastilhas de freio devem ser substituídas periodicamente, pois as superfícies das pastilhas se desgastam depois do uso repetido.