motorni vlak, željezno vozilo s vlastitim pogonom i prostorom za putnike, koje se sastoji od jednih ili više kola povezanih u sastav vlaka. U širem smislu, pojam obuhvaća i tračnička vozila za posebne namjene, npr. vlakove podzemne i lake željeznice te tramvaje. U osnovi se razlikuju motorni vlakovi namijenjeni prigradskom i regionalnomu putničkomu prometu, koji se odlikuju velikom učinkovitošću i isplativišću, te iznimno brzi i udobni motorni vlakovi namijenjeni međugradskomu prometu, koji na kraćim relacijama mogu konkurirati zračnomu prometu.
Pogonski motori motornoga vlaka mogu biti smješteni u posebnim kolima, bez prostora za putnike, na početku, odn. na kraju vlaka (tzv. motorna glava), ili uzduž svih kola vlaka, ispod razine nogostupa kako ne bi oduzimali prostor za putnike. Broj pogonskih osovina i njihov raspored, kao i snaga pogonskih motora, ovisi o prometnoj namjeni; snaga može biti i do 10 MW. Za pogon se primjenjuju kolektorski ili trofazni elektromotori s napajanjem preko kontaktnoga strujnog vodiča, te Dieselovi motori s hidrodinamičkim prijenosom snage ili s generatorom i pogonskim elektomotorima (dizel-električni pogon). O prometnoj namjeni ovisi i najveća brzina motornoga vlaka, koja je kod gradskih, prigradskih i regionalnih motornih vlakova od 80 do 160 km/h, a u međugradskom (međudržavnom) prometu na većim udaljenostima, čak i do 300 km/h, kao npr. kod vlakova na linijama Köln–Frankfurt (vlak Inter City Express – ICE), Pariz–Bordeaux (vlak Train à Grande Vitesse – TGV, koji je 1990. postigao brzinski rekord od 515,3 km/h), Tokyo–Osaka (vlak Shinkansen). Kako bi se smanjio zračni otpor, sastavi suvremenih motornih vlakova, a posebno onih namijenjenih velikim brzinama, čine aerodinamički optimalno oblikovanu cjelinu. Radi postizanja što veće udobnosti vožnje te boljih voznih karakteristika pri većim brzinama, posebna se pozornost posvećuje ovjesu motornih vlakova. Na prugama sa zavojima malog radijusa u novije se doba primjenjuju i vlakovi s nagibnom tehnikom za naginjanje sanduka kola s putnicima. Na postojećim prugama elektrificiranima različitim sustavima strujnih mreža (istosmjerni i izmjenični) primjenjuju se vlakovi višesustavnoga napajanja pogonskih elektromotora.
U Hrvatskoj su se prvi motorni vlakovi, tzv. šinobusi, pojavili 1950-ih, od kada se do danas primjenjuju uglavnom na regionalnim i prigradskim područjima. Tvornica željezničkih vozila Gredelj iz Zagreba je 1961. prva u Europi izgradila prototip dizelsko-elektromotornoga vlaka serije 611 s aluminijskom oplatom (tzv. aluminijski vlak). U istoj je tvornici 1959. izgrađen prvi aluminijski dizelsko-elektromotorni vlak za uskotračnu prugu, popularno zvan Srebrna strijela, koji je prometovao između Zagreba i Samobora. Od 2011. poduzeće proizvodi suvremeni niskopodni dizelski motorni vlak za regionalni putnički prijevoz (serije 7022), te zajedno sa zagrebačkim Končarom niskopodne elektromotorne vlakove (serije 6112) za prigradski i za regionalni putnički promet.
