Mesin V6 adalah sebuah mesin pembakaran dalam dengan konfigurasi V yang 6 silindernya terpasang di bak mesin dengan 2 cabang yang masing-masing terdiri dari 3 silinder. Biasanya antar cabangnya membentuk sudut istimewa atau sudut lancip satu sama lain dan keenam pistonnya menjalankan satu crankshaft. Mesin ini merupakan salah satu pilihan mesin yang paling populer setelah mesin 4 segaris.[1]
Mesin yang biasanya sudah jamak dipakai di mesin mobil modern ini menggantikan mesin 6 silinder segaris yang memerlukan ruang yang besar untuk mobil modern zaman sekarang. Meskipun susunannya lebih rumit dan tidak sehalus mesin 6 segaris, tetapi mesin V6 lebih kompak, lebih kaku dan cenderung untuk tidak menimbulkan getaran akibat torsi di crankshaft. Mesin V6 banyak dipakai di sedan medium sebagai versi opsional di mana mesin 4 segaris biasanya menjadi standardnya atau bisa juga sebagai mesin standar di mana mesin V8 menjadi mesin tambahannya.
Mesin V6 zaman sekarang mempunyai tenaga dan torsi yang hampir sebanding dengan mesin V8 dengan bahan bakar yang lebih efisien dan emisi yang lebih rendah. Contohnya adalah mesin 3.0L TFSI milik Volkswagen Group yang sudah dilengkapi turbocharger dan injeksi, dan mesin Ford Ecoboost V6 sudah bisa dibandingkan dengan mesin V8 Volkswagen 4.2L.
Mesin V6 saat ini banyak dipakai untuk mesin dengan kapasitas mulai dari 2.5L sampai 4.3 L (150 sampai 260 cu in), meskipun banyak terdapat kasus mesin ini diterapkan pada kapasitas yang lebih besar atau lebih kecil.