Ducati đã sản xuất một số kiểu động cơ xe máy, bao gồm thay đổi số lượng xi-lanh, loại truyền động van và cung cấp nhiên liệu. Ducati được biết đến với động cơ V-Twin, được gọi là L-Twin của công ty, đây là động cơ trong phần lớn các xe máy của Ducati. Ducati cũng đã sản xuất động cơ với một, hai, ba hoặc bốn xi-lanh; vận hành bằng van thanh kéo và van đẩy; trục cam đơn, đôi và ba trên không; hai thì và thậm chí ở một giai đoạn chế tạo động cơ diesel nhỏ, nhiều động cơ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho thuyền, máy phát điện, máy móc làm vườn và máy bơm khẩn cấp (ví dụ, để chữa cháy). Các động cơ là loạt IS từ 7 đến 22 hp (5,2 đến 16,4 kW) làm mát bằng không khí và dòng DM đôi lớn hơn làm mát bằng nước và không khí. Các động cơ đã được tìm thấy ở tất cả các nơi trên toàn cầu. Wisconsin Diesel thậm chí còn lắp ráp và "huy hiệu" các động cơ ở Mỹ. Họ cũng đã sản xuất động cơ phía ngoài để sử dụng hàng hải. Hiện tại, Ducati không sản xuất động cơ nào khác ngoài xe máy của mình.

Trên các động cơ Ducati hiện tại, ngoại trừ Desmosedici và 1199 Panigale, các van được truyền động bằng trục cam tiêu chuẩn được quay bằng đai thời gian được điều khiển trực tiếp bởi động cơ. Các răng trên vành đai giữ cho ròng rọc ổ trục cam được lập chỉ mục. Trên các động cơ Ducati cũ hơn, trước năm 1986, ổ đĩa là trục rắn được chuyển đến trục cam thông qua các bánh răng cắt xiên. Phương pháp truyền động van này đã được sử dụng trên nhiều xe máy xi-lanh đơn cũ của Ducati - ống trục có thể nhìn thấy ở bên ngoài xi-lanh.

Ducati cũng nổi tiếng với việc sử dụng hệ thống van khử lưu huỳnh do kỹ sư và nhà thiết kế Fabio Taglioni, mặc dù công ty cũng đã sử dụng các động cơ sử dụng lò xo van để đóng van. Trong những ngày đầu, Ducati dành riêng các đầu van khử lưu huỳnh cho xe đạp hiệu suất cao hơn và xe đạp đua của nó. Các van này không bị phao van ở tốc độ động cơ cao, do đó, động cơ khử lưu huỳnh có khả năng quay vòng cao hơn nhiều so với động cơ có cấu hình tương tự với đầu van lò xo truyền thống.

Trong những năm 1960 và 1970, Ducati đã sản xuất một loạt các xe đạp hai thì nhỏ, chủ yếu là phụ 100   dung tích cc. Số lượng lớn của một số mô hình đã được xuất khẩu sang Hoa Kỳ.

Ducati đã sản xuất các loại động cơ xe máy sau đây:

• Single-cylinder,
  • pullrod actuated, 48 cc and 65 cc (Cucciolo)
  • pushrod actuated, 98 and 125 cc
  • two-stroke, 50, 80, 90, 100, 125 cc
  • bevel actuated, spring valved: 98 cc, 100 cc, 125 cc, 160 cc, 175 cc, 200 cc, 239 cc, 250 cc, 350 cc, 450 cc
  • bevel actuated, desmodromic valved: 125 cc, 239 cc, 250 cc, 350 cc and 450 cc
  • belt actuated, desmodromic valved: 549/572 cc Supermono, only 65 made.
• Two-cylinder,
  • bevel actuated, spring valved (V-twin): 750 cc, 860 cc
  • bevel actuated, desmo valved (V-twin): 750 cc, 860 cc, 900 cc, 973 cc (Mille)
  • bevel actuated, desmo valved (parallel twin): 125 cc,
  • chain actuated, spring valved (parallel twin): 350 cc, 500 cc (GTL)
  • chain actuated, desmo valved (parallel twin): 500 cc (500SD)
  • belt actuated, desmo valved (V-twin): Almost all motors since 1986.
• Four-cylinder,
  • gear actuated, desmo valved (V4): Prototype Desmosedici, and Low volume Production Desmosedici RR, 1,500 made
  • pushrod actuated, spring valved (V4): Prototype Apollo, only two made.