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Le MotoGP est un championnat de prototypes : chaque moto est une machine de course conçue sur mesure qui ne peut pas être achetée et n'a pas d'équivalent routier. Les machines MotoGP actuelles utilisent des moteurs quatre cylindres de 1 000 cm3 développant largement plus de 300 chevaux pour un poids minimal de 157 kilogrammes. Le Superbike, en revanche, utilise des versions fortement modifiées de motos que l'on peut acheter chez un concessionnaire, avec un règlement limitant les modifications autorisées et des règles d'équilibrage entre constructeurs. Le MotoGP est plus rapide et techniquement bien plus avancé, mais les courses de Superbike sont souvent plus serrées car la mécanique est plus contrainte. Les deux séries ont des viviers de pilotes distincts, et passer de l'une à l'autre est courant dans les deux sens.

Depuis 2023, chaque week-end de Grand Prix comprend un Sprint le samedi après-midi, disputé sur environ la moitié de la distance de la course du dimanche, généralement 10 à 14 tours et environ 20 minutes. Il utilise la même grille fixée par les qualifications du samedi matin, et il n'existe pas de séance de qualification distincte. Les points ne vont qu'aux neuf premiers arrivés : 12 pour la victoire, puis 9, 7, 6, 5, 4, 3, 2 et 1. Le résultat du Sprint ne modifie pas la grille du dimanche, et les pilotes sont libres de choisir des pneus différents pour chaque course, bien que la distance plus courte pousse presque tout le monde vers des composés plus tendres. Un week-end parfait vaut 37 points.

Giacomo Agostini détient le record avec 15 titres mondiaux, dont huit en catégorie reine 500 cm3 et sept en 350 cm3, remportés entre 1966 et 1975. En catégorie reine spécifiquement, les huit titres d'Agostini devancent Valentino Rossi et Marc Marquez, qui en comptent sept chacun. Mike Hailwood a également remporté neuf titres mondiaux dans les catégories 250 cm3, 350 cm3 et 500 cm3. Pour les victoires en course, Agostini mène toutes catégories confondues avec 122, tandis que Rossi détient le record en catégorie reine avec 89 victoires entre 2000 et 2017. Marquez a dépassé le total de 68 victoires en catégorie reine d'Agostini durant la saison 2025 et occupe désormais la deuxième place derrière Rossi.

Le record absolu est de 368,6 km/h, établi par Jorge Martin sur une Aprilia RS-GP lors des essais à Mugello en mai 2026, dépassant les 366,1 km/h enregistrés par Brad Binder sur le même circuit en 2023. La ligne droite principale de Mugello, longue d'un kilomètre, en fait le lieu habituel des records de vitesse, bien que Sepang, Phillip Island et Losail produisent aussi des chiffres dépassant 350 km/h. Plus impressionnante encore que la vitesse de pointe est la décélération : une moto MotoGP efface plus de 250 km/h en environ quatre secondes et environ 250 mètres, générant plus de 1,5 g grâce à des disques de frein carbone qui ne fonctionnent correctement qu'au-dessus d'environ 250 degrés Celsius.

Quatre changements majeurs interviennent simultanément. La cylindrée passe de 1 000 cm3 à 850 cm3 avec un alésage maximal réduit de 81 mm à 75 mm, et l'allocation de moteurs passe de sept à six par pilote et par saison. La capacité de carburant tombe de 22 à 20 litres pour un Grand Prix, et tout le carburant doit être 100 pour cent d'origine non fossile, contre un minimum de 40 pour cent en vigueur depuis 2024. L'aérodynamique est réduite, avec des carénages plus étroits et des dispositifs arrière restreints, et les systèmes de hauteur de caisse et de holeshot sont totalement bannis. Enfin, Pirelli remplace Michelin comme fournisseur exclusif de pneus après onze saisons. L'intention combinée est d'obtenir des motos plus lentes et moins coûteuses, plus faciles à suivre et à dépasser.

Se pencher à l'intérieur de la moto déplace le centre de masse combiné du pilote et de la machine vers l'intérieur, ce qui permet à la moto elle-même de rester plus droite pour une même vitesse de virage et de conserver une zone de contact plus large et plus sûre sur le pneu. Les curseurs de genou sont apparus les premiers, dans les années 1970, quand des pilotes comme Kenny Roberts ont commencé à déplacer leur corps hors de la selle. À mesure que les pneus et les châssis s'amélioraient, les angles d'inclinaison ont dépassé les 60 degrés et le coude a lui aussi commencé à toucher le bitume, un style que Marc Marquez a normalisé dans les années 2010. Le contact fournit également un retour d'information : un pilote peut sentir exactement à quel point la moto est inclinée et, en cas de dérobade de l'avant, utiliser parfois le genou et le coude pour redresser la machine.