La primera vez que se puso en juego el título mundial de la motocicleta fue en 1905, cuando Alessandro Anzani se convirtió en el primer campeón del mundo de la modalidad el 19 de julio de ese mismo año. En una carrera celebrada en el Velódromo Zurenborg de Amberes (Bélgica), Anzani hizo valer su motor Alcyon Buchet de 1/3 litros para ganar la final tras la caída del belga Olieslagers (Minerva), y acabando por delante del francés André Pernette (Kingfisher).^[4]​

Alessandro Anzani, inventor e inmigrante italiano, era un empleado de Edmond Gentil (a su vez, nieto del inmigrante italiano Bernardo Gentile). Trabajaba en la fábrica Buchet, el grupo fue disuelto y junto al ingeniero Jean Gentil-Ambroise Farcot tuvo que abandonar la sociedad para continuar el trabajo de su padrastro fallecido y que se convertiría en la potente factoría Albaret Farcot-Albaret. Continuó la investigación continuada de los motores para aeronaves de Anzani Farcot, fuertemente inspirada en los de 3 cilindros gama Farcot lo que permitió a Louis Blériot cruzar el Canal de la Mancha en 1909.

El primer mundial GP que organizó la Federación Internacional de Motociclismo (FIM) data de 1949,^[5]​ y su evidente potencial económico no ha pasado desapercibido desde entonces. Los derechos comerciales del campeonato pertenecen actualmente a Dorna Sports.

Tradicionalmente se han celebrado varias carreras en cada Gran Premio, según los distintos tipos de motocicletas y basándose en la cilindrada del motor. Han existido categorías de 50 cc, 80 cc, 125 cc, 250 cc, 350 cc, 500 cc y 750 cc, y para sidecars categorías de 350 cc y 500 cc. Durante los años 1950 y la mayoría de los 1960, los motores de cuatro tiempos dominaron en todas las categorías. En los años 1960, los motores de dos tiempos comenzaron a establecerse en las categorías más pequeñas. En los años 1970, los dos tiempos eclipsaron completamente a los motores de cuatro tiempos.

En 1979, Honda intentó volver a los motores de cuatro tiempos en la categoría reina (500 cc) con la Honda NR500, pero este proyecto fracasó y, en 1983, Honda estaba ganando con una dos tiempos de 500 cc. La categoría de mayor cilindrada (750 cc) apareció en 1977 y desapareció en 1979, con una duración de tan solo tres años. La categoría de 50 cc fue sustituida por la de 80 cc en 1984, finalmente esta categoría fue suprimida en 1989, después de haber estado dominada por marcas (Bultaco, Derbi) y pilotos (Nieto, Aspar) españoles. La categoría de 350 cc desapareció en 1982. Los sidecars dejaron de tener categoría de campeonato mundial en 1996, quedando el campeonato reducido a las categorías de 125 cc, 250 cc y 500 cc.

• 1962: Primer año de la categoría de 50cc.
• 1969: Ángel Nieto, primer campeón español (50 c.c.) Santiago Herrero, tercero en 250 c.c.
• 1970: Muerte de Santiago Herrero en el T.T. de la Isla de Man, entonces G.P. de Inglaterra.
• 1973: Muertes de Jarno Saarinen y Renzo Pasolini en el GP de Italia en Monza.
• 1982: La Yamaha OW61 YZR500 es la primera V4 en la categoría de 500cc.
• 1982: Jock Taylor (pasajero Benga Johansson) (Windle-Yamaha) murió en el GP de Finlandia sidecar. Imatra fue retirado del calendario de GP desde entonces.
• 1984: Michelin introduce en los GP los neumáticos radiales.
• 1988: Wayne Rainey ganó la primera carrera de 500cc usando frenos de carbono, el GP Británico.
• 1989: Iván Palazzese fallece en el Gran Premio de Alemania después de caerse y ser atropellado por Andreas Pleaning.
• 1990: La parrilla de salida de 500cc cambia de 5 a 4 motos por fila.
• 1992: Honda introduce la NSR500 con motor big bang.
• 1993: Shinichi Itoh y su NSR500 con inyección de combustible rompieron la barrera de 200 mph (321,9 km/h) en el en GP alemán de Hockenheimring.
• 1993: Nobuyuki Wakai (Suzuki) muere en los entrenamientos de 250cc del Gran Premio de España en el circuito de Jerez.
• 1998: 500cc cambia al uso de carburante sin plomo.
• 2002: MotoGP reemplaza a la categoría de 500cc, permitiendo 990cc 4-tiempos y 500cc 2-tiempos.
• 2003: Daijiro Kato fallece en la cita inaugural de la categoría de Motogp, el GP japonés de Suzuka.
• 2004: La parrilla de MotoGP cambia de 4 a 3 motos por línea.
• 2007: MotoGP se restringe a 800cc 4-tiempos.
• 2008: Dunlop abandona MotoGP.
• 2009: Michelin abandona MotoGP y Bridgestone pasa a ser el único proveedor de neumáticos.^[6]​^[7]​
• 2010: Moto2 pasa a ser la categoría intermedia, con motores 4-tiempos y 600cc.
• 2010: Shoya Tomizawa muere en San Marino después de caerse y ser atropellado por Scott Redding y Alex de Angelis.
• 2011: Marco Simoncelli fallece en el Gran Premio de Malasia después de caerse y ser atropellado por Colin Edwards y Valentino Rossi.
• 2012: Moto3 sustituye a la categoría de 125cc, con motores 4-tiempos de 250cc.
• 2012: MotoGP aumenta su motor a 1.000cc y se fija el diámetro máximo de los pistones a 81mm.
• 2012: Aparecen las motocicletas CRT, incluidas dentro de la categoría de MotoGP.
• 2014: Se sustituye la subcategoría CRT por la OPEN.
• 2016: Las motos de fábrica y las Open se fusionarán. Cada moto utilizará el paquete electrónico unificado (ECU y software).
• 2016: Bridgestone abandona MotoGP y Michelin pasa a ser el suministrador de neumáticos oficial de MotoGP.
• 2021: Jason Dupasquier fallece en el Gran Premio de Italia celebrado en el Autódromo Internacional de Mugello después de caerse tras la curva Arrabiata 2 y ser atropellado por su moto y poco después la de Ayumu Sasaki.

Se trata de la "categoría reina" del campeonato, pues en ella compiten las motos de mayor cilindrada. Desde mediados de los 70 hasta el año 2002, la categoría permitía una cilindrada de 500cc sin tener en cuenta si el motor era de dos o cuatro tiempos. Debido a esto, todos los motores eran de dos tiempos gracias a su mayor entrega de potencia a igual cilindrada. En 2002 se cambió la reglamentación para facilitar el salto a los cuatro tiempos, probablemente debido a la baja cuota de mercado de las motos de calle de alta cilindrada y dos tiempos. Las nuevas reglas permitieron a los fabricantes elegir entre motos de dos tiempos (hasta 500cc) y motos de cuatro tiempos (hasta 990cc).

Pese al importante aumento de costes que significó este cambio, debido al aumento de cilindrada pudieron rápidamente dominar a los rivales que todavía usaban motores de dos tiempos. El resultado fue que el año siguiente, 2003, no quedaban ya motocicletas de dos tiempos en la categoría reina, conocida desde entonces como MotoGP. Más tarde, en 2007, la Federación Internacional redujo a 800cc la cilindrada máxima; sin embargo, a partir de 2012 se aumentó a 1000cc.^[8]​

Es el escalafón intermedio del Mundial y se caracteriza por la utilización de motos con motores de hasta 765cc y cuatro tiempos, desde el año 2019. Anteriormente se usaban motores de 600cc, de cuatro tiempos. Esos motores entraron en liza para la temporada 2010, fecha en la que desaparecieron de esta categoría las motocicletas de 250cc con motor de dos tiempos.^{[cita requerida]}

Aunque durante el 2010 podía usarse el motor de dos tiempos, todos los equipos pidieron participar con las nuevas Moto2 y correr con motores de cuatro tiempos, menos contaminantes y acordes al cambio iniciado en el concierto internacional del motociclismo de velocidad.

Al igual que en las categorías superiores, los motores de dos tiempos dejaron paso a los de cuatro. A partir de 2012 las motos de 125 cc han sido sustituidas por motos de cuatro tiempos mono cilíndricas de hasta 250 cc. A esta nueva categoría se la conoce como Moto3, está abierta a todas las marcas constructoras y el coste del pack de 5 o 6 motores está limitado a 60 000€ y un chasis completo a 85 000€.^[9]​

Es una nueva categoría que se disputa con motos eléctricas, la temporada inaugural transcurrió en 2019.

Son 31 los países que albergaron algún Gran Premio de Motociclismo (incluyendo San Marino y el Reino Unido (Irlanda del Norte, Isla de Man e Inglaterra)). Los países que acogieron un Gran Premio en más circuitos diferentes son Francia (8 circuitos diferentes), España (6), Reino Unido y Alemania (5 cada uno). En total son 75 circuitos los que han formado parte alguna vez del Campeonato Mundial de Motociclismo, siendo el último en incorporarse el circuito Internacional de Buddh en la India.

El campeón de cada categoría se determina con un sistema de puntos que se basa en los resultados del conjunto de los Grandes Premios de la temporada. El mismo sistema de puntos determina el piloto ganador y el fabricante ganador del Campeonato Mundial.

Sistema de puntuación actual

Sistema de puntuación de 1993 hasta 2022:

La parrilla de salida de cada carrera está conformada por 3 columnas en todas las categorías, tanto MotoGP como Moto2 y Moto3 (esto ocurre a partir de la temporada 2011, puesto que hasta este momento habían sido de 4 columnas en las dos categorías inferiores) y un número de filas dependiente del número de pilotos (unos 24 en MotoGP). Las posiciones de la parrilla de salida se deciden en la tanda de clasificación. Cada carrera dura aproximadamente 45 minutos, sin paradas en boxes para repostar combustible ni cambiar neumáticos.

La elección de los neumáticos de carrera es fundamental y extremadamente importante, generalmente es el piloto el que toma esta decisión basándose en las pruebas realizadas durante las sesiones de entrenamiento, de calificación y las tandas de calentamiento antes de las carreras. La elección de neumáticos también está sujeta a las predicciones meteorológicas. Lo normal es encontrar una combinación entre agarre y durabilidad. Cuanto más blando es el compuesto del neumático mayor agarre tendrá, pero por el contrario sufrirá un mayor desgaste que un neumático duro. En la categoría de MotoGP había un neumático especial denominado 'Q' o "neumático de calificación" que era usado en la sesión de calificación para intentar lograr la pole. Este neumático 'Q' se caracterizaba por su gran agarre, aunque debido a esto solo duraba una vuelta o a lo sumo dos. El neumático de calificación se eliminó debido a los altos costes. Para carreras con lluvia o el asfalto mojado se utilizan neumáticos especiales, que en el caso de que se seque la pista sufren un elevado desgaste.

En 2005, otra regla fue incluida. Anteriormente, si una carrera empezaba en condiciones secas y empezaba a llover, los pilotos y los comisarios de carrera podían parar la carrera (mediante una bandera roja), cambiar rápidamente los neumáticos y volver a dar la salida para disputar el resto de vueltas. Con esta nueva regla, cuando la carrera haya empezado en seco y comience a llover, los comisarios sacarán una bandera blanca que autoriza a los pilotos a entrar en boxes (cuando ellos deseen) y cambiar los neumáticos de seco a húmedo. En ninguna otra condición los pilotos podrán parar en boxes para cambiar los neumáticos.

Pilotos con más de una victoria o algún campeonato del mundo en cualquier categoría (en negrita siguen en activo).

(Actualizado tras el GP de Qatar 2025)^[11]​

(Actualizado tras el GP de Francia 2025)^{[cita requerida]}

(Actualizado tras el GP de Portugal 2024)^{[cita requerida]}

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