BMW to także jeden z największych europejskich producentów motocykli, których roczna produkcja przekracza 100 tys. egzemplarzy. Od 1967 roku wszystkie motocykle marki BMW produkowane są wyłącznie w Berlinie w fabryce BMW Berlin-Spandau.
W czerwcu 2007 roku koncern BMW przejął od włoskiego przedsiębiorstwa MV Augusta prawa do marki Husqvarna – jednego z najbardziej znanych producentów motocykli terenowych.
Przy klasyfikowaniu modeli motocykli BMW wprowadziło podobnie jak i w samochodach osobowych jednolite nazewnictwo produkowanych modeli na tzw. serie produkcyjne. Nazwa serii określa przede wszystkim rodzaj silnika, w jaki został wyposażony motocykl. Dodatkowo w nazwie podawana jest przybliżona pojemność silnika i skrót określający przeznaczenie modelu. R 1200 GS określa motocykl serii „R” o pojemności silnika ok. 1200cm³ a kod „GS” oznacza model enduro.
- BMW serii K – sportowe motocykle z 3,4 lub 6-cylindrowymi silnikami rzędowymi.
- BMW serii R – wyposażone są w silnik o przeciwległych cylindrach typu bokser, których cylindry ustawione są w poprzek do kierunku jazdy.
- BMW serii F i G – mniejsze motocykle wyposażone w silnik 1- lub 2-cylindrowy
