V-moottori on polttomoottori, jonka sylinterit ja männät on sijoitettu kahteen eri tasoon siten, että se muistuttaa kampiakselin akselia pitkin V-kirjainta.

Tällainen sylinterijärjestely vähentää kokonaispituutta ja -korkeutta verrattuna rivimoottoriin – ensimmäiseen V-moottoriin, jonka Daimler rakensi vuonna 1889 Wilhelm Maybachin suunnittelun mukaan.