Comme de nombreuses inventions, la moto a évolué par étapes progressives, sans qu'un seul inventeur puisse prétendre être l'inventeur. Les premières versions de la moto ont été introduites par de nombreux inventeurs, principalement en Europe, au 19ème siècle.
L'Américain Sylvester Howard Roper (1823-1896) a inventé un vélocipède à vapeur à deux cylindres en 1867. Un vélocipède est une forme ancienne de vélo dans laquelle les pédales sont fixées à la roue avant. L'invention de Roper peut être considérée comme la première moto si vous autorisez votre définition d'une moto à inclure une machine à vapeur alimentée au charbon. Roper, qui a également inventé la voiture à moteur à vapeur, a été tué en 1896 alors qu'il conduisait son vélocipède à vapeur.
Vers la même époque que Roper a présenté son vélocipède à vapeur, le Français Ernest Michaux a attaché une machine à vapeur à un vélocipède inventé par son père, le forgeron Pierre Michaux. Sa version a été tirée par l'alcool et les deux courroies d'entraînement qui alimentaient la roue avant.
Quelques années plus tard, en 1881, un inventeur nommé Lucius Copeland de Phoenix, en Arizona, a développé une plus petite chaudière à vapeur qui pouvait entraîner la roue arrière d'un vélo à la vitesse incroyable de 12 mph. En 1887, Copeland a formé une entreprise de fabrication pour produire le premier soi-disant "Moto-Cycle", bien qu'il s'agissait en fait d'un engin à trois roues.
Au cours des 10 prochaines années, des dizaines de modèles différents de vélos automoteurs sont apparus, mais il est largement reconnu que le premier à utiliser un moteur à combustion interne à essence a été la création de l'allemand Gottlieb Daimler et de son partenaire Wilhelm Maybach, qui a développé le pétrole Reitwagon en 1885. Cela a marqué le moment de l'histoire où le double développement d'un moteur à essence viable et du vélo moderne est entré en collision.
Gottlieb Daimler a utilisé un nouveau moteur inventé par l'ingénieur Nicolaus Otto. Otto avait inventé le premier "moteur à combustion interne à quatre temps" en 1876, le surnommant le "moteur à cycle Otto". Dès qu'il a terminé son moteur, Daimler (un ancien employé d'Otto) l'a intégré dans une moto. Curieusement, le Reitwagon de Daimler n'avait pas de roue avant maniable, mais s'appuyait plutôt sur une paire de roues stabilisatrices, similaires aux roues d'entraînement, pour garder le vélo droit pendant les virages..
Daimler était un innovateur prodigieux et a continué à expérimenter avec des moteurs à essence pour bateaux, et il est également devenu un pionnier dans le domaine de la fabrication de voitures commerciales. La société portant son nom est finalement devenue Daimler Benz, la société qui a évolué dans la société que nous connaissons maintenant sous le nom de Mercedes-Benz..
À partir de la fin des années 1880, des dizaines de sociétés supplémentaires ont vu le jour pour produire des «vélos» autopropulsés, d'abord en Allemagne et en Grande-Bretagne, mais se sont rapidement étendues aux États-Unis..
En 1894, la société allemande Hildebrand & Wolfmüller est devenue la première à établir une usine de ligne de production pour fabriquer les véhicules, qui étaient désormais pour la première fois appelés «motos». Aux États-Unis, la première moto de série a été construite par l'usine de Charles Metz, à Waltham, Massachusetts.
Aucune discussion sur l'histoire des motos ne peut se terminer sans une mention du constructeur américain le plus célèbre, Harley Davidson.
Beaucoup des inventeurs du XIXe siècle qui travaillaient sur les premières motos sont souvent passés à d'autres inventions. Daimler et Roper, par exemple, ont tous deux développé des automobiles et d'autres véhicules. Cependant, certains inventeurs, dont William Harley et les frères Davidson, ont continué à développer exclusivement des motos. Parmi leurs concurrents commerciaux, il y avait d'autres nouvelles start-ups, telles que Excelsior, Indian, Pierce, Merkel, Schickel et Thor.
En 1903, William Harley et ses amis Arthur et Walter Davidson ont lancé la Harley-Davidson Motor Company. Le vélo avait un moteur de qualité, il pouvait donc faire ses preuves dans les courses, même si l'entreprise avait initialement prévu de le fabriquer et de le commercialiser comme véhicule de transport. Le marchand C. H. Lange a vendu la première Harley-Davidson officiellement distribuée à Chicago.