Les chaînes sont toujours le moyen le plus courant pour transmettre la puissance de la boîte de vitesses à la roue arrière depuis les années 1920, mais elles ont été utili­sées pour la première fois au début du XX siècle. Au départ, la technologie nécessaire provenait de la bicyclette, mais il fallut peu de temps pour faire naître le besoin de chaînes plus robustes pour absorber les puissances toujours crois­santes des moteurs. Dans les tout premiers temps, des chaînes à axes fixes ont été parfois utilisées, mais elles ne convenaient qu'aux puissances les plus faibles, car les axes usaient les dents des pignons. Une version à galets offrait, elle, de meilleures performances et, en dépit d'un aspect comparable aux chaînes à bagues et galets, utilisait des maillons extérieurs très courts. Ces premières formes de chaînes ont été rapidement dépassées par la chaîne à rouleau, un assemblage de pièces à tolérances très fines dû à une méthode de fabrication de haute qualité.

La transmission finale est le plus souvent assurée par une chaîne simple (la Benelli 900 Sei des années 1980 a reçu par exemple une chaîne double), mais des chaînes simples, doubles et même triples sont utilisées pour la transmission primaire [du pignon du moteur à celui de l'embrayage], II est facile de modifier le développement de la machine par change­ment du nombre de dents des pignons de la boîte de vitesses ou de celui de la couronne sur la roue arrière. Un pignon de boîte plus grand ou une couronne plus petite augmentent le développement. Inversement, un pignon de boîte plus petit ou une couronne plus grande le diminue. Comme la couronne a généralement deux à trois fois plus de dents que le pignon de la boîte, il suffit de changer d'une dent seulement le pignon de boîte pour obtenir le même résultat que par une modification de deux ou trois dents de la couronne.

Une chaîne usée ne doit jamais être utilisée avec des pignons neufs, ni des pignons usés avec une chaîne neuve sous peine d'usure rapide. Les chaînes peuvent aussi utiliser un maillon rapide de liaison ou être serties [chaîne sans fin], ce dernier modèle étant généralement préféré en course. Les chaînes serties servent également à la transmission primaire et à l'entraînement de l'arbre à cames. Certains moteurs depuis la fin des années 1970 font appel à des chaînes à dents inversées pour tout ou partie de la transmission primaire. Appelées aussi chaînes Morse ou Hy-Vo, elles ont une durée de vie très longue. Plus large que le modèle à rouleaux conventionnel, ce type de chaîne se rencontre le plus souvent sur les motos multicylindres japonaises. Les chaînes pour transmission finale existent en différentes dimensions métriques, en particulier 42B, 520 et 530.

Même si de nombreuses motos de tourisme ont une transmission arrière par arbres et cardan, la grande majorité des motos de sport sont encore équipées de la vénérable chaîne au rendement inégalé pour transférer la puissance à la roue arrière.