X-moottori on nelisylinterinen tai nelirivinen yksiakselinen mäntäpolttomoottori. X-moottorin poikkileikkaus muodostaa X-kirjaimen muodon, josta myös nimi.

X-moottori on radiaalimoottorin erikoistyyppi, mutta jos siinä on vain neljä sylinteriä, se on myös litteä moottori.