Delovni proces dvotaktnega motorja motocikla je naslednji

1. Bat se premakne navzgor in mešani zračni tok vstopi v ohišje motorja.
2. Bat se spusti, da prenese mešani zračni tlak v zgorevalno komoro in zaključi prvo stiskanje.
3. Ko mešanica doseže valj, se bat dvigne in zapre sesalno in izpušno odprtino. Ko bat stisne plin na najmanjšo prostornino (to je drugo stiskanje), se svečka vžge.
4. Tlak zgorevanja potiska bat navzdol. Ko bat doseže določen položaj, se najprej odpre izpušna odprtina in izpušni plini se izpraznijo, preden se odpre sesalna odprtina. Nova mešanica vstopi v valj, da iztisne preostale izpušne pline.
Pri enaki vrtilni frekvenci dvotaktni motor pregori večkrat kot štiritaktni motor, kar ima za posledico večjo moč. Poleg tega je dvotaktni motor veliko lažji in kompaktnejši od štiritaktnega motorja enake prostornine. Zato ima pri dirkalnih avtomobilih dvotaktni motor dominantno prednost. Vendar pa se zaradi hkratnega sesanja in izpuha dvotaktnega motorja, ko je vrtilna frekvenca motorja nizka, izpušna odprtina odpre za dalj časa. Del sveže mešanice bo izpuščen iz izpušne odprtine skupaj z izpušnimi plini, tako da moč pri spodnji hitrosti ni visoka. Novi dvotaktni motor je dodal nekaj komponent za izboljšanje te težave, kot sta YAMAHA YPVS in HONDA ATAC SUZUKID SAEC. Zaradi kopičenja ogljika, ki nastane pri izgorevanju motornega olja ter sesalnih in izpušnih odprtin na stenah cilindra, je obraba dvotaktnega motorja veliko hitrejša kot štiritaktnega.