Motorové oleje do motocyklů se od těch automobilových liší. Výkonné vysokootáčkové stroje jako jsou motocykly mají odlišné požadavky na mazání motorů. U motocyklů jsou také mechanismy jako mokrá spojka a mokrá volnoběžka startéru, které jsou ponořeny v motorovém oleji a kladou na něj protichůdné požadavky. Základním úkolem oleje je snižovati tření, ale na některých plochách musí být určitá hodnota tření zachována. Motocyklové motory vyžadují oleje s velkou zatížitelností, vysokou tepelnou stabilitou a odolností olejového filmu vůči jeho přerušení.
Viskozita motocyklových olejů se řadí do tříd podle SAE (Society of Automotive Engineers). Oleje, které se prodávají jsou většinou vícerozsahové, to znamená, že se olej používá po celý rok například 15w-50 se v zimě chová jako SAE 15w a při vyšších teplotách jako SAE 50. Vícerozsahové oleje obsahují aditiva, která pomáhají shlukovat nečistoty a odvádějí je k filtru. Tyto oleje nejsou vhodné pro klasické a vintage motocykly a jejich majitelé používají jednorozsahové oleje. Jednorozsahové oleje neposkytují takovou ochranu a výkon při různých teplotách, tak jako moderní vícerozsahové oleje.
Olej se obvykle kontroluje, když motocykl stojí ve vzpřímené poloze, zátka s měrkou se pouze položí na nalévací otvor, nezašroubovává se. Přeplnění může způsobit poškození a zničení těsnění. Vodou chlazené motory obvykle spotřebují pouze velmi malé nebo žádné množství oleje mezi výměnami. Vzduchem chlazené motory mají větší toleranci a je běžné, že nějaký olej spotřebují, když je motor velmi horký. Pokud je v motoru málo oleje, přehřívá se a může se i zadřít.
Vždy používejte olej, který má stejnou klasifikaci, která je doporučená výrobcem, popřípadě vyšší. Vypusťte olej ze zahřátého motoru, protože olej při vyšších teplotách lépe proudí a drží částice nečistot. Při každé druhé výměně oleje se doporučuje vyměnit i olejový filtr.
Syntetické oleje jsou dražší, ale jsou odolnější a vydrží déle než minerální oleje. Jsou vhodné při náročných podmínkách s nepravidelnou výměnou.
Dvoudobé motory spalují olej ve spalovací komoře společně s benzínem. Směs může být namíchána předem, namíchána v nádrži nebo se přímo vstřikuje.