En motorvagn är ett spårfordon som både har drivning på en eller flera hjulaxlar, och utrymme för passagerare, gods eller bägge delarna. En motorvagn kan kopplas ihop med en eller flera släpvagnar, alternativt multipelköras, det vill säga sammankopplas med en eller flera andra motorvagnar.
Begreppet motorvagn avser vanligtvis vagnar för persontrafik, men kan också, som till I Frankrike avse godsmotorvagnar för post.