在冷却方面，摩托车与汽车不同，绝大多数汽车发动机是水冷却，统一得很。而摩托车发动机既有风冷却还有水冷却，风冷却还分有自然风冷却和强制风冷却。到底采用哪一种方式冷却，或是多种方式混合，这决定于发动机的结构和安装位置。
风冷却的发动机气缸外表面有数片散热片，散热片的表面积是气缸表面积的10倍以上，空气流经散热片时带走热量从而达到冷却目的。自然风冷依靠车辆运动时所产生的空气气流冷却，而强制风冷却的发动机带有风扇，用它吹风冷却气缸表面，多用于发动机隐藏在车身内的踏板车。
水冷却实质上是在风冷却的基础上再加上水冷却。它带有散热器（水箱）、节温器、水泵、水管等。散热器后面装有风扇强制通风冷却，整个水冷却系统与汽车冷却系统差不多。冷却水在水泵的驱动下不断循环，经过散热器降温，在节温器阀控制下（控制水温在80度左右）通过气缸体水套吸热再回到散热器，从而达到冷却目的。水冷却多用在250毫升以上大排量摩托车上，但近年有些125毫升摩托车也采用水冷却方式。
目前，我国摩托车产品和在用摩托车绝大部分是低排量的。因此绝大多数摩托车采用风冷却方式，但也有一些摩托车是用水冷却方式。在125毫升级等低排量的摩托车中，到底是选择水冷却还是选择风冷却好，首先要比较一下两者有什么优缺点。
两者比较，水冷却的效果要好得多，冷却均匀，不会受到外界环境影响，可以提高发动机的负载。但因为构造复杂成本较高，出故障的机会也多，而且由于有风扇、水泵等耗能装置，发动机功率损耗大。风冷却的摩托车构造简单成本较低，发动机功率利用率高，维护方便。但缺点也不少，冷却面不均匀，受外界环境影响大。例如在夏天，如果马路堵塞开开停停缓慢行驶，长时间低速和怠速运行气缸就会过热，容易爆燃产生不正常的燃烧，功率下降，噪音增大。但是这些问题的产生是可以人为避免的。
无庸置疑，水冷却和风冷却的摩托车都有其优点也有其缺点，关键的一点是使用价值。以低排量摩托车来说，从功率利用、维护方便、价格低廉的角度出发，风冷却应是最好的选择。从机器应用的角度来考虑，若两者都能达到一个目的，为什么不选择最简单的呢