La pièce maîtresse d'une moto est représentée par le cadre.
Véritable ossature métallique, celui-ci se présente généralement sous la forme d'une structure tubulaire ce qui n'exclut pas la présence, sur certains modèles, d'éléments en tôle emboutie.
Le cadre a de nombreuses fonctions : tout d'abord, réunir les deux roues (la roue avant, directrice, et la roue arrière, motrice) ; accueillir le moteur et la boîte de vitesses ; enfin, supporter le pilote.
Soumis à des contraintes variées, le cadre doit présenter une rigidité parfaite, afin de parer à toute déformation susceptible d'altérer la tenue de route. Si la première qualité d'un cadre est sa rigidité, la seconde est la légèreté, deux impératifs qu'il est difficile de concilier et qui conduisent à des types de réalisations très différents.
Dans tous les cas, le cadre relie l'axe d'articulation de la fourche, constitué par la colonne de direction, à l'axe d'articulation du bras oscillant de la suspension arrière, en contournant le moteur par des tubes qui passent au-dessus et au-dessous de lui. Ce cadre a deux prolongements à ses extrémités : à l'avant, la fourche, articulée et télescopique, qui guide la roue avant, et qui est reliée au cadre par un tube pivotant dans la colonne de direction ; à l'arrière, le bras oscillant. Ces deux éléments - la fourche et le bras oscillant - constituent les organes de suspension de la moto.